(57)【要約】【課題】ストロークシミュレータ及び車両用制動装置において、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで制動操作フィーリングの向上を図る。【解決手段】ハウジング２内に第１ピストン３と第２ピストン７を直列に移動自在に支持し、第１ピストン３の前進により弾性変形可能な圧縮コイルばね６を設けると共に、第１ピストンが予め設定された初期ストロークだけ前進してから第２ピストン７により押圧されて弾性変形可能なゴム部材８を設け、第１ピストンが初期ストロークだけ前進する間に第２ピストンによるゴム部材８の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段として、第１ピストン３と第２ピストン７との間に初期隙間Ｓ１を設定する。【選択図】        図１
2010000925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に反力を発生させるストロークシミュレータにおいて、
制動操作力により前進可能なピストンと、
該ピストンの前進により弾性変形可能な第１弾性部材と、
前記ピストンが予め設定された初期ストロークだけ前進してから押圧されて弾性変形可能な第２弾性部材と、
前記ピストンが初期ストロークだけ前進する間に該ピストンによる前記第２弾性部材の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段と、
を備えることを特徴とするストロークシミュレータ。
【請求項２】
前記第１弾性部材は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、前記第２弾性部材は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすことを特徴とする請求項１に記載のストロークシミュレータ。
【請求項３】
前記第１弾性部材は圧縮ばねにより構成され、前記第２弾性部材はゴム部材により構成されることを特徴とする請求項２に記載のストロークシミュレータ。
【請求項４】
前記ピストンは、前記第２弾性部材を押圧する円錐部が設けられ、前記第２弾性部材は、前記ピストンの押圧により押圧方向と交差する方向に弾性変形する変形部が設けられることを特徴とする請求項３に記載のストロークシミュレータ。
【請求項５】
前記円錐部と前記変形部が対向して設けられることを特徴とする請求項４に記載のストロークシミュレータ。
【請求項６】
前記第２弾性部材が直列に複数設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のストロークシミュレータ。
【請求項７】
前記ピストンとして、ハウジングに直列に配置される第１ピストン及び第２ピストンを設け、前記第１ピストンは、前記ハウジング内に制動操作力により前進可能であり、前記第１弾性部材により前記ハウジングに対して後退位置に付勢支持され、前記第２ピストンは、前記ハウジング内に前記第１ピストンが初期ストロークだけ前進してから押圧されて前進可能であり、前記第２弾性部材により前記ハウジングに対して後退位置に付勢支持され、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に前記弾性変形抑制手段としての初期隙間が設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のストロークシミュレータ。
【請求項８】
前記ピストンとして、ハウジングに直列に配置される第１ピストン及び第２ピストンを設け、前記第１ピストンは、前記ハウジング内に制動操作力により前進可能であり、前記第１弾性部材により前記第２ピストンに対して後退位置に付勢支持され、前記第２ピストンは、前記ハウジング内に前記第１ピストンが初期ストロークだけ前進してから押圧されて前進可能であり、前記第２弾性部材により前記ハウジングに対して後退位置に付勢支持され、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に前記弾性変形抑制手段としての初期隙間が設けられると共に、前記第２ピストンを前記ハウジングに対して前記第１弾性部材と同じ弾性力により後退側に付勢する前記弾性変形抑制手段としての第３弾性部材が設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のストロークシミュレータ。
【請求項９】
乗員が制動操作可能な操作部材と、
該操作部材の操作ストロークに応じてピストンが移動することで作動流体を加圧して所定の油圧を出力可能なマスタシリンダと、
前記操作部材の操作ストロークに応じて油圧供給源の油圧を調圧して出力可能な調圧手段と、
前記マスタシリンダまたは前記調圧手段からの油圧を受けて車輪に制動力を発生させるホイールシリンダと、
前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとを接続する油圧経路に設けられるマスタカット弁と、
制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に反力を発生させるストロークシミュレータと、
前記マスカット弁及び前記調圧手段を制御可能な制御手段とを備え、
前記ストロークシミュレータは、
前記ピストンの前進により弾性変形可能な第１弾性部材と、
前記ピストンが予め設定された初期ストロークだけ前進してから押圧されて弾性変形可能な第２弾性部材と、
前記ピストンが初期ストロークだけ前進する間に該ピストンによる前記第２弾性部材の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段とを有する、
ことを特徴とする車両用制動装置。
【請求項１０】
前記マスタシリンダは、シリンダ内に前記ピストンが移動自在に支持されることで前方圧力室及び後方圧力室が区画されると共に、前記操作部材により前記ピストンが前進することで前記前方圧力室の油圧を出力可能に構成され、前記第１弾性部材としての圧縮ばねが前記ハウジングと前記ピストンの基端部との間に張設され、前記第２弾性部材としてのゴム部材が前記ハウジングと前記ピストンの先端部との間に収容されることを特徴とする請求項９に記載の車両用制動装置。
【請求項１１】
前記マスタシリンダは、シリンダ内に前記ピストンが移動自在に支持されることで前方圧力室及び後方圧力室が区画されると共に、前記操作部材により前記ピストンが前進することで前記前方圧力室の油圧を出力可能に構成され、前記第１弾性部材としての圧縮ばねが前記ハウジングと前記ピストンの基端部との間に張設され、前記マスタカット弁より前記マスタシリンダ側の前記油圧経路の油圧により前進する補助ピストンが設けられ、前記第２弾性部材としてのゴム部材が前記補助ピストンの前進により弾性変形されることを特徴とする請求項９に記載の車両用制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員の制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に制動反力を発生させるストロークシミュレータ、並びに、ストロークシミュレータが適用されて乗員の制動操作に対して車両に制動力を付与する車両用制動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の制動装置として、ブレーキペダルから入力されたブレーキ操作力やブレーキ操作量などに対して、車両の制動力、つまり、制動力を発生されるホイールシリンダへ供給する油圧を電気的に制御する電子制御制動装置が知られている。この電子制御制動装置としては、ブレーキ操作量に応じて目標制動油圧を設定し、アキュムレータに蓄えられた油圧を調圧してから、ホイールシリンダへ供給することで、制動力を制御するＥＣＢ（Electronically Controlled Brake）が知られている。
【０００３】
このＥＣＢは、運転者によるブレーキペダル操作に応じて作動するマスタシリンダと、このマスタシリンダに連結されたストロークシミュレータと、マスタシリンダとブレーキホイールシリンダとを連結する油圧経路に設けられたマスタカット弁と、油圧を蓄えられるアキュムレータと、このアキュムレータに蓄えられた油圧を調圧する調圧機構とを有している。従って、運転者がブレーキペダルを踏み込むと、マスタシリンダがその操作量に応じた油圧を発生すると共に、作動油の一部がストロークシミュレータに流れ込み、ブレーキペダルストロークを吸収すると共に、ブレーキペダルにブレーキ反力を付与することで、ブレーキペダルの操作量が調整される。一方、ブレーキＥＣＵは、ブレーキ操作量に応じて車両の目標制動力、つまり、目標制動油圧を設定し、調圧機構によりアキュムレータの油圧を調圧して各ホイールシリンダに供給することで、乗員が所望する制動力が得られる。
【０００４】
ところで、上述したストロークシミュレータは、運転者が操作したブレーキペダルの操作量を吸収すると共に、ブレーキペダルに対してブレーキ反力を付与することで、ブレーキ操作量を調整する。このストロークシミュレータとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００５】
この特許文献１に記載されたストロークシミュレータでは、シミュレータハウジング内に、ブレーキペダルに連動するシミュレータピストンと、このシミュレータピストンに対してブレーキ操作力に応じたストロークを付与する第１弾性手段及び第２弾性部材を収容して構成し、第１弾性手段をゴムとし、第２弾性部材をスプリングとし、この第１弾性部材と第２弾性部材をシミュレータハウジング内に直列に配置し、第１弾性部材と第２弾性部材のそれぞれの初期荷重を実質的に等しい荷重に設定している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３８４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、乗員は、ブレーキペダルを踏み込むとき、一般に、所定の微小ストローク踏み込んでから、その後にその操作量を調整する。そのため、ストロークシミュレータは、乗員がブレーキペダルを踏み込んだとき、入力荷重に対して吸収ストローク（ブレーキ反力）が発生するが、この吸収ストロークは、操作初期時の第１吸収ストローク（第１ブレーキ反力）と、その後に制動力を調整するための第２吸収ストローク（第２ブレーキ反力）に分けることができる。
【０００８】
上述した従来のストロークシミュレータにあっては、乗員がブレーキペダルを踏み込むと、シミュレータピストンが前進し、第１弾性手段としてのゴムを押圧すると共に、第２弾性部材としてのスプリングを押圧する。すると、操作初期時の入力荷重に対してゴムとスプリングが同時に弾性変形し、ブレーキペダルに作用するブレーキ反力は、ブレーキペダルを踏み込んだ直後（第１吸収ストローク）から非線形となって増加する。そのため、ブレーキペダルの動き出しにスムーズさがなくなり、所定の踏み込み量で保持するときの安定感が乏しくなり、ブレーキペダルの操作フィーリングが悪化するという問題が発生する。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで制動操作フィーリングの向上を図るストロークシミュレータ及び車両用制動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のストロークシミュレータは、制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に反力を発生させるストロークシミュレータにおいて、制動操作力により前進可能なピストンと、該ピストンの前進により弾性変形可能な第１弾性部材と、前記ピストンが予め設定された初期ストロークだけ前進してから押圧されて弾性変形可能な第２弾性部材と、前記ピストンが初期ストロークだけ前進する間に該ピストンによる前記第２弾性部材の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のストロークシミュレータでは、前記第１弾性部材は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、前記第２弾性部材は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすことを特徴としている。
【００１２】
本発明のストロークシミュレータでは、前記第１弾性部材は圧縮ばねにより構成され、前記第２弾性部材はゴム部材により構成されることを特徴としている。
【００１３】
本発明のストロークシミュレータでは、前記ピストンは、前記第２弾性部材を押圧する円錐部が設けられ、前記第２弾性部材は、前記ピストンの押圧により押圧方向と交差する方向に弾性変形する変形部が設けられることを特徴としている。
【００１４】
本発明のストロークシミュレータでは、前記円錐部と前記変形部が対向して設けられることを特徴としている。
【００１５】
本発明のストロークシミュレータでは、前記第２弾性部材が直列に複数設けられることを特徴としている。
【００１６】
本発明のストロークシミュレータでは、前記ピストンとして、ハウジングに直列に配置される第１ピストン及び第２ピストンを設け、前記第１ピストンは、前記ハウジング内に制動操作力により前進可能であり、前記第１弾性部材により前記ハウジングに対して後退位置に付勢支持され、前記第２ピストンは、前記ハウジング内に前記第１ピストンが初期ストロークだけ前進してから押圧されて前進可能であり、前記第２弾性部材により前記ハウジングに対して後退位置に付勢支持され、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に前記弾性変形抑制手段としての初期隙間が設けられることを特徴としている。
【００１７】
本発明のストロークシミュレータでは、前記ピストンとして、ハウジングに直列に配置される第１ピストン及び第２ピストンを設け、前記第１ピストンは、前記ハウジング内に制動操作力により前進可能であり、前記第１弾性部材により前記第２ピストンに対して後退位置に付勢支持され、前記第２ピストンは、前記ハウジング内に前記第１ピストンが初期ストロークだけ前進してから押圧されて前進可能であり、前記第２弾性部材により前記ハウジングに対して後退位置に付勢支持され、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間に前記弾性変形抑制手段としての初期隙間が設けられると共に、前記第２ピストンを前記ハウジングに対して前記第１弾性部材と同じ弾性力により後退側に付勢する前記弾性変形抑制手段としての第３弾性部材が設けられることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の車両用制動装置は、乗員が制動操作可能な操作部材と、該操作部材の操作ストロークに応じてピストンが移動することで作動流体を加圧して所定の油圧を出力可能なマスタシリンダと、前記操作部材の操作ストロークに応じて油圧供給源の油圧を調圧して出力可能な調圧手段と、前記マスタシリンダまたは前記調圧手段からの油圧を受けて車輪に制動力を発生させるホイールシリンダと、前記マスタシリンダと前記ホイールシリンダとを接続する油圧経路に設けられるマスタカット弁と、制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に反力を発生させるストロークシミュレータと、前記マスカット弁及び前記調圧手段を制御可能な制御手段とを備え、前記ストロークシミュレータは、前記ピストンの前進により弾性変形可能な第１弾性部材と、前記ピストンが予め設定された初期ストロークだけ前進してから押圧されて弾性変形可能な第２弾性部材と、前記ピストンが初期ストロークだけ前進する間に該ピストンによる前記第２弾性部材の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段とを有する、ことを特徴ものである。
【００１９】
本発明の車両用制動装置では、前記マスタシリンダは、シリンダ内に前記ピストンが移動自在に支持されることで前方圧力室及び後方圧力室が区画されると共に、前記操作部材により前記ピストンが前進することで前記前方圧力室の油圧を出力可能に構成され、前記第１弾性部材としての圧縮ばねが前記ハウジングと前記ピストンの基端部との間に張設され、前記第２弾性部材としてのゴム部材が前記ハウジングと前記ピストンの先端部との間に収容されることを特徴としている。
【００２０】
本発明の車両用制動装置では、前記マスタシリンダは、シリンダ内に前記ピストンが移動自在に支持されることで前方圧力室及び後方圧力室が区画されると共に、前記操作部材により前記ピストンが前進することで前記前方圧力室の油圧を出力可能に構成され、前記第１弾性部材としての圧縮ばねが前記ハウジングと前記ピストンの基端部との間に張設され、前記マスタカット弁より前記マスタシリンダ側の前記油圧経路の油圧により前進する補助ピストンが設けられ、前記第２弾性部材としてのゴム部材が前記補助ピストンの前進により弾性変形されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のストロークシミュレータによれば、制動操作力により前進するピストンにより弾性変形可能な第１弾性部材と、ピストンが予め設定された初期ストロークだけ前進してから押圧されて弾性変形可能な第２弾性部材と、ピストンが初期ストロークだけ前進する間にピストンによる第２弾性部材の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段を設けている。従って、初期制動操作力によりピストンが前進して第１弾性部材だけを弾性変形し、ピストンが初期ストロークだけ前進してから第２弾性部材を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【００２２】
また、本発明の車両用制動装置によれば、マスタシリンダと調圧手段とホイールシリンダとマスタカット弁とストロークシミュレータと制御手段とを設け、ストロークシミュレータとして、ピストンの前進により弾性変形可能な第１弾性部材と、ピストンが予め設定された初期ストロークだけ前進してから押圧されて弾性変形可能な第２弾性部材と、ピストンが初期ストロークだけ前進する間にピストンによる第２弾性部材の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段とを設けている。従って、乗員が操作部材を制動操作すると、マスタシリンダのピストンが移動することで所定の油圧が出力され、ストロークシミュレータは、この制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に反力を発生させる。このとき、初期制動操作力によりピストンが前進して第１弾性部材だけを弾性変形し、ピストンが初期ストロークだけ前進してから第２弾性部材を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るストロークシミュレータ及び車両用制動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１に係るストロークシミュレータを表す概略断面図、図２は、実施例１のストロークシミュレータにおける入力荷重に対する吸収ストロークを表すグラフである。
【００２５】
実施例１において、図１に示すように、ストロークシミュレータ１は、制動（ブレーキ）操作力に応じたストロークを吸収すると共に、ブレーキ反力を発生させるものである。このストロークシミュレータ１において、中空円筒形状をなすハウジング２は、ハウジング本体２ａと、蓋部２ｂとから構成されている。このハウジング２は、内部における軸方向の一端部側に第１ピストン３が軸方向に沿って移動自在に支持されている。この第１ピストン３は、外周部にハウジング２の内周面に摺接するシール部材３ａが装着されている。また、第１ピストン３は、一端部に凹部３ｂが形成されることで、ハウジング２との間に油圧室４が形成されている。そして、ハウジング２（ハウジング本体２ａ）の端部に給排口２ｃが形成され、制動操作力としての制動油圧がこの給排口２ｃを通して油圧室４に作用するように構成されている。
【００２６】
ハウジング２は、内部における軸方向の他端部側に、中心部に貫通孔５ａを有するケース５が段部２ｄに嵌合している。そして、第１ピストン３とケース５との間には、第１弾性部材としての圧縮コイルばね６が張設されている。第２ピストン７は、軸部７ａと円板形状をなす押圧部７ｂとを有している。第２ピストン７の軸部７ａは、ケース５の貫通孔５ａを貫通し、端部が第１ピストン３の他端部に形成された嵌合孔３ｃに移動可能に嵌合している。ケース５内には、ハウジング２の蓋部２ｂに密着して第２弾性部材としてのゴム部材８が配置されており、ケース５の内周面とゴム部材８の外周面との間には微小隙間が確保されている。第２ピストン７は、押圧部７ｂがケース５内に位置し、先端部がゴム部材８に接触している。
【００２７】
この場合、本発明のピストンとして、ハウジング２内に直列に配置される第１ピストン３及び第２ピストン７が機能する。第１ピストン３は、油圧室４に作用する制動油圧（制動操作力）により前進可能であり、圧縮コイルばね６の付勢力によりハウジング２に対して後退位置、つまり、第１ピストン３の一端部がハウジング２の一端部に当接する位置に付勢支持されている。第１ピストン３と第２ピストン７との間には、初期隙間Ｓ１が確保されている。第２ピストン７は、ハウジング２内に第１ピストン３が初期ストローク（初期隙間Ｓ１）だけ前進してから押圧されて前進可能であり、ゴム部材８の付勢力によりハウジング２に対して後退位置、つまり、第２ピストン７の押圧部７ｂがケース５に当接する位置に付勢支持されている。
【００２８】
そして、本実施例では、第１ピストン３が初期ストロークだけ前進する間に第１ピストン３によるゴム部材８の弾性変形を抑制する、本発明の弾性変形抑制手段として、第１ピストン３と第２ピストン７との間の初期隙間Ｓ１が機能する。
【００２９】
また、本実施例のストロークシミュレータ１では、第１ピストン３が油圧室４に作用する制動油圧により前進することで、圧縮コイルばね６だけを弾性変形させ、第１ピストン３が第２ピストン７を押圧して前進することで、ゴム部材８を弾性変形させる。そのため、圧縮コイルばね６は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材８は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【００３０】
即ち、ストロークシミュレータ１は、図２に示すように、入力荷重（制動油圧）に対して、ガタや遊び分を考慮した立ち上げ吸収ストロークＳ０が発生した後、操作初期時の第１吸収ストローク（第１ブレーキ反力）Ｓ１が発生し、続いて、制動力を調整するための第２吸収ストローク（第２ブレーキ反力）Ｓ２が発生する。このとき、第１吸収ストローク（第１ブレーキ反力）Ｓ１は、第１ピストン３が圧縮コイルばね６だけを弾性変形させるため、線形剛性変化となる。また、第２吸収ストローク（第２ブレーキ反力）Ｓ２は、第２ピストン７がゴム部材８を弾性変形させるため、非線形剛性変化となる。
【００３１】
また、図１に示すように、第２ピストン７は、ゴム部材８を押圧する押圧部７ｂの先端部に、円錐台形状をなす円錐部７ｃが設けられている。一方、ゴム部材８は、第２ピストン７の押圧により押圧方向（軸方向）と交差する方向（径方向）に弾性変形する球面形状をなす変形部８ａが設けられている。この場合、第２ピストン７の円錐部７ｃと、ゴム部材８の変形部８ａとは、対向して位置することとなる。なお、第２ピストン７の円錐部７ｃは、円錐台形状に拘らず、円錐形状や球面形状など、先細（テーパ）形状であればよい。また、ゴム部材８の変形部８ａは、球面形状に拘らず、円錐形状や円錐台形状など、先細（テーパ）形状であればよい。
【００３２】
ここで、本実施例のストロークシミュレータ１の作動を具体的に説明する。
【００３３】
例えば、乗員が図示しないブレーキペダルを踏み込むと、ブレーキストロークに応じて制動油圧が発生し、この制動油圧が給排口２ｃを通して油圧室４に作用する。すると、第１ピストン３がこの油圧室４に作用した制動油圧により、圧縮コイルばね６の付勢力に抗して前進（図１にて左方へ移動）することで、この圧縮コイルばね６だけが収縮して弾性変形する。この場合、第１ピストン３が初期ストローク（第１吸収ストローク）Ｓ１だけ前進する間は、第２ピストン７を押圧することはなく、また、圧縮コイルばね６の付勢力がゴム部材８に作用しないため、このゴム部材８は弾性変形しない。そのため、圧縮コイルばね６は、線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダルの初期操作に対して、ストロークが早期に吸収されると共に、変化量が一定な反力が付与される。
【００３４】
そして、乗員がブレーキペダルを更に踏み込み、第１ピストン３が初期ストローク（第１吸収ストローク）Ｓ１を越えて前進すると、第１ピストン３が第２ピストン７を押圧する。すると、第１ピストン３が圧縮コイルばね６の付勢力に抗して更に前進することで、圧縮コイルばね６が収縮して弾性変形すると共に、第２ピストン７がゴム部材８の付勢力に抗して前進することで、ゴム部材８が収縮して弾性変形する。そのため、圧縮コイルばね６は、線形剛性変化をなすものの、ゴム部材８は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダルの調整操作に対して、ストロークが適正に吸収されると共に、安定した反力が付与される。
【００３５】
また、第２ピストン７がゴム部材８を押圧して弾性変形させるとき、第２ピストン７の円錐部７ｃがゴム部材８の中心部を押圧することで、ゴム部材８は、その中心部が凹むように弾性変形する。続いて、第２ピストン７の円錐部７ｃの前面がゴム部材８に密着して全体を押圧することで、ゴム部材８は、変形部８ａが径方向における外方に弾性変形する。そのため、第２ピストン７がゴム部材８を弾性変形させるとき、弾性初期と弾性終期における弾性変化率が高くなり、ブレーキペダルに対して適正な反力が付与される。
【００３６】
このように実施例１のストロークシミュレータ１にあっては、ハウジング２内に第１ピストン３と第２ピストン７を直列に移動自在に支持し、第１ピストン３の前進により弾性変形可能な圧縮コイルばね６を設けると共に、第１ピストン３が予め設定された初期ストロークだけ前進してから第２ピストン７により押圧されて弾性変形可能なゴム部材８を設け、第１ピストン３が初期ストロークだけ前進する間に第２ピストン７によるゴム部材８の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段として、第１ピストン３と第２ピストン７との間に初期隙間Ｓ１を設定している。
【００３７】
従って、初期制動操作力により第１ピストン３が前進して圧縮コイルばね６だけを弾性変形し、第１ピストン３が初期ストロークだけ前進してから第２ピストン７がゴム部材８を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【００３８】
この場合、第１ピストン３は、ハウジング２内で制動操作力により前進可能であり、圧縮コイルばね６の付勢力によりハウジング２に対して後退位置に付勢支持され、第２ピストン７は、ハウジング２内で第１ピストン３が初期ストロークだけ前進してから押圧されて前進可能であり、ゴム部材８の付勢力によりハウジング２に対して後退位置に付勢支持されている。従って、弾性変形抑制手段としての第１ピストン３と第２ピストン７との間に初期隙間Ｓ１を適正に確保することができる。
【００３９】
そして、実施例１のストロークシミュレータ１では、第１弾性部材を圧縮コイルばね６とし、第２弾性部材をゴム部材８とすることで、第１弾性部材（圧縮コイルばね６）は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、第２弾性部材（ゴム部材８）は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。従って、乗員がブレーキペダルを踏み込むと、制動油圧が第１ピストン３に作用して前進し、圧縮コイルばね６だけが収縮して弾性変形することとなり、この圧縮コイルばね６が線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダルの初期操作に対して、ストロークを早期に吸収すると共に、変化量が一定となる反力を付与することができる。そして、乗員が更にブレーキペダルを踏み込むと、第１ピストン３が初期ストロークを越えて前進した後にピストン７を押圧して前進し、ゴム部材８が収縮して弾性変形することとなり、このゴム部材８が非線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダルの調整操作に対して、ストロークを適正に吸収すると共に、安定した反力を付与することができる。
【００４０】
また、実施例１のストロークシミュレータ１では、第２ピストン７の先端部に、ゴム部材８を押圧する押圧部７ｂに円錐部７ｃを設ける一方、ゴム部材８に、第２ピストンの押圧により押圧方向と交差する方向に弾性変形する変形部８ａを設けている。従って、第２ピストン７がゴム部材８を押圧して弾性変形させるとき、まず、円錐部７ｃがゴム部材８の中心部を押圧して弾性変形した後、円錐部７ｃの前面がゴム部材８全体を押圧して弾性変形させることとなり、ゴム部材８は、その弾性初期と弾性終期における弾性変化率が高くなり、ブレーキペダルに対して適正な反力を付与することができる。この場合、円錐部７ｃと変形部８ａを対向して設けており、第２ピストン７とゴム部材８を小型化することができ、装置の簡素化及びコンパクト化を可能とすることができる。
【実施例２】
【００４１】
図３は、本発明の実施例２に係る車両用制動装置を表す概略構成図、図４は、実施例２の車両用制動装置における圧力制御弁の断面図である。
【００４２】
実施例２の車両用制動装置において、図３に示すように、マスタシリンダ１１は、シリンダ１２内にピストンとしての入力ピストン１３と加圧ピストン１４が軸方向に移動自在に支持されて構成されている。このシリンダ１２は、基端部が開口して先端部が閉塞した円筒形状をなし、内部に入力ピストン１３と加圧ピストン１４が同軸上に配置されて軸方向に沿って移動自在に支持されている。
【００４３】
また、操作部材としてのブレーキペダル１５は、上端部が図示しない車体の取付ブラケットに支持軸１６により回動自在に支持されており、下端部に運転者が踏み込み操作可能なペダル１７が取付けられている。そして、ブレーキペダル１５は、中間部に連結軸１８によりクレビス１９が取付けられ、このクレビス１９には操作ロッド２０の基端部が連結されている。そして、シリンダ１２の基端部側に配置された入力ピストン１３は、基端部にブレーキペダル１５の操作ロッド２０の先端部が連結されている。
【００４４】
入力ピストン１３は、外周面がシリンダ１２の内周部に圧入または螺合して固定された円筒形状をなす支持部材２１の内周面により移動自在に支持されている。この入力ピストン１３は、支持部材２１の内周面に嵌合する支持部１３ａと、基端部に固定されたブラケット１３ｂと、先端部に支持部１３ａより大径の押圧部１３ｃとを有している。そして、支持部材２１と入力ピストン１３のブラケット１３ｂとの間に反力スプリング（第１弾性部材）２２が介装されており、入力ピストン１３が一方方向（図３にて、右方）に付勢支持されている。
【００４５】
加圧ピストン１４は、シリンダ１２内にて、入力ピストン１３の先端部側に配置されており、外周面がシリンダ１２の内周面に移動自在に支持されている。この加圧ピストン１４は、シリンダ１２の第１内周面１２ａに嵌合する第１支持部１４ａと、第１内周面１２ａに段部１２ｂを介して大径に形成される第２内周面１２ｃに嵌合する第２支持部１４ｂとを有している。また、加圧ピストン１４は、第２支持部１４ｂに後方に開口する支持孔１４ｃが形成されており、この支持孔１４ｃの内周面に入力ピストン１３の押圧部１３ｃの外周面が移動自在に嵌合している。そして、支持孔１４ｃの先端部に、支持部材２３が圧入または螺合して固定されており、加圧ピストン１４と支持部材２３とは一体となって、入力ピストン１３の支持部１３ａに対して相対移動可能となっている。
【００４６】
そのため、入力ピストン１３は、反力スプリング２２の付勢力により、押圧部１３ｃが支持部材２３に当接する位置に付勢支持されており、反力スプリング２２の付勢力に抗して前進すると、この押圧部１３ｃが加圧ピストン１４における支持孔１４ｃの底面に当接することができる。加圧ピストン１４は、反力スプリング２２の付勢力により、入力ピストン１３を介して、支持部材２３が支持部材２１に当接する位置に付勢支持されている。また、入力ピストン１３は、押圧部１３ｃが加圧ピストン１４における支持孔１４ｃの底面に当接した後、更に前進することで加圧ピストン１４を押圧し、入力ピストン１３と加圧ピストン１４とが一体となって前進することができ、加圧ピストン１４の先端部がシリンダ１２の底部に当接することができる。
【００４７】
また、入力ピストン１３は、押圧部１３ｃに先端側が開口する支持孔１３ｄが形成されており、この支持孔１２ｄ内にゴム部材（第２弾性部材）２４が配置されている。そして、入力ピストン１３は、押圧部１３ｃの支持孔１３ｄの底面に、ゴム部材２４を押圧する円錐部１３ｅが形成されている。一方、ゴム部材２４は、円錐部１３ｅに対向する後端部が平坦面をなし、前端部に、入力ピストン１３の押圧により加圧ピストン１４に当接したときに、この押圧方向（軸方向）と交差する方向（径方向）に弾性変形する円錐台形状をなす変形部２４ａが形成されている。この場合、入力ピストン１３と加圧ピストン１４が反力スプリング２２の付勢力により後退位置に位置決めされているとき、ゴム部材２４と加圧ピストン１４との間には、初期隙間Ｓ１が設定されている。即ち、入力ピストン１３が初期ストロークだけ前進する間に入力ピストン１３によるゴム部材２４の弾性変形を抑制する、本発明の弾性変形抑制手段として、この初期隙間Ｓ１が機能する。
【００４８】
本実施例では、入力ピストン１３、反力スプリング２２、ゴム部材２４によりストロークシミュレータが構成されており、入力ピストン１３が前進することで、反力スプリング２２だけを弾性変形し、入力ピストン１３が初期ストロークＳ１を越えて前進し、ゴム部材２４が加圧ピストン１４に接触して押圧されることで、このゴム部材２４が弾性変形する。ここで、反力スプリング２２は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材２４は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【００４９】
従って、運転者がペダル１７を踏み込むことでブレーキペダル１５が回動すると、その操作力が操作ロッド２０を介して入力ピストン１３に伝達され、この入力ピストン１３が反力スプリング２２の付勢力に抗して前進することができる。そして、入力ピストン１３が初期ストロークＳ１だけ前進すると、ゴム部材２４を弾性変形させて加圧ピストン１４に当接することができ、入力ピストン１３は加圧ピストン１４を押圧し、一体となって前進することができる。
【００５０】
なお、入力ピストン１３と加圧ピストン１４との受圧面積の関係は、以下に表すものとなっている。この場合、Ａ１は、加圧ピストン１４の第１支持部１４ａの断面積、Ａ２は、加圧ピストン１４の第２支持部１４ｂの断面積、Ａ３は、入力ピストン１３の支持部１３ａの断面積である。
Ａ１＝Ａ２−Ａ３
【００５１】
このように、シリンダ１２内に入力ピストン１３と加圧ピストン１４が同軸上に移動自在に配置されることで、加圧ピストン１４における前進方向（図３にて左方）に第１圧力室（前方圧力室）Ｒ１が区画され、加圧ピストン１４における後退方向（図３にて右方）、つまり、入力ピストン１３と加圧ピストン１４との間に第２圧力室Ｒ２が区画され、入力ピストン１３及び加圧ピストン１４における後退方向（図３にて右方）、つまり、加圧ピストン１４及び支持部材２３と支持部材２１との間に背面圧力室（後方圧力室）Ｒ３が区画されている。また、シリンダ１２と加圧ピストン１４との間にリリーフ室Ｒ４が形成されている。
【００５２】
一方、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬにはそれぞれブレーキ装置（制動装置）を作動させるホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬが設けられており、調圧手段を構成するＡＢＳ（Antilock Brake System）７０により作動可能となっている。即ち、マスタシリンダ１１の第１圧力室Ｒ１に連通する第１圧力ポート２６には、第１油圧配管２７の一端部が連結されており、この第１油圧配管２７の他端部は、２つの油圧供給配管２８ａ，２８ｂに分岐され、前輪ＦＲ，ＦＬに配置されるブレーキ装置のホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに連結されている。また、マスタシリンダ１１の背面圧力室Ｒ３に連通する第２圧力ポート２９には、第２油圧配管３０の一端部が連結されており、この第２油圧配管３０の他端部は、２つの油圧供給配管３１ａ，３１ｂに分岐され、後輪ＲＲ，ＲＬに配置されるブレーキ装置のホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに連結されている。
【００５３】
そして、第１油圧配管２７にマスタカット弁３２が設けられている。このマスタカット弁３２は、ノーマルオープンタイプの電磁式開閉弁であって、電力供給時に閉止する。また、第１油圧配管２７と第２油圧配管３０との間には、連通油圧配管３３が設けられており、この連通油圧配管３３には連通弁３４が設けられている。この連通弁３４は、ノーマルクローズタイプの電磁式開閉弁であって、電力供給時に開放する。
【００５４】
また、第１油圧配管２７から分岐した各油圧供給配管２８ａ，２８ｂには、油圧排出配管３５ａ，３５ｂの基端部が連結されており、第２油圧配管３０から分岐した各油圧供給配管３１ａ，３１ｂには、油圧排出配管３６ａ，３６ｂの基端部が連結されている。そして、各油圧排出配管３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂは、先端部が集合して第３油圧配管３７に連結されている。そして、マスタシリンダ１１のリリーフ室Ｒ４に連通する第１リリーフポート３８に、この第３油圧配管３７の先端部が連結されている。
【００５５】
そして、各油圧供給配管２８ａ，２８ｂ，３１ａ，３１ｂには、各油圧排出配管３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂとの接続部より上流側（第１、第２油圧配管２７，３０側）に、それぞれ電磁式の増圧弁３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂが配置されている。また、各油圧排出配管３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂには、それぞれ電磁式の減圧弁４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂが配置されている。この増圧弁３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂは、ノーマルオープンタイプの開閉弁であって、電力供給時に閉止する。一方、減圧弁４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂは、ノーマルクローズタイプの開閉弁であって、電力供給時に開放する。
【００５６】
油圧ポンプ４３はモータ４４により駆動可能であり、第４油圧配管４５を介してリザーバタンク４６に連結されると共に、配管４７を介してアキュムレータ４８に連結されている。従って、モータ４４を駆動すると、油圧ポンプ４３はリザーバタンク４６に貯留されている作動油を加圧してアキュムレータ４８に供給することができ、アキュムレータ４８は、所定圧力の油圧を蓄圧することができる。
【００５７】
油圧ポンプ４３及びアキュムレータ４８は、高圧供給配管４９を介して圧力制御弁５０に連結されている。この圧力制御弁５０は、電磁力によりアキュムレータ４８に蓄圧された油圧を調圧し、マスタシリンダ１１やホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬに出力可能である。そのため、圧力制御弁５０は、制御圧供給配管５１を介して第２油圧配管３０に連結され、減圧供給配管５２及びリリーフ配管５３を介して第３油圧配管３７に連結されている。また、外部圧供給配管５４を介して第１油圧配管２７に連結されている。この場合、外部圧供給配管５４は、第１油圧配管２７におけるマスタカッド弁よりＡＢＳ７０側に連結されている。
【００５８】
ここで、上述した調圧手段を構成する圧力制御弁５０について詳細に説明する。
【００５９】
この圧力制御弁５０において、図４に示すように、ハウジング１１１は、その中心部に上下方向に沿って貫通する第１支持孔１１２が形成され、その上部には、第１支持孔１１２に連通する取付孔１１３及びねじ孔１１４が形成され、上方が外部に開口している。そして、位置調整用円盤１１５が外部からねじ孔１１４に螺合することで、第１支持孔１１２の上方の開口が閉塞されている。
【００６０】
また、ハウジング１１１の下部には、第１支持孔１１２に連通し、且つ、この第１支持孔１１２より小径の第２支持孔１１６が形成されている。そして、ハウジング１１１の第１支持孔１１２と第２支持孔１１６にわたって駆動ピストン１１７が移動自在に嵌合している。この駆動ピストン１１７は、円柱形状をなし、フランジ部１１７ａが一体に形成されている。また、駆動ピストン１１７には、軸方向に貫通する第１通路１１７ｂが形成されると共に、この第１通路１１７ｂと交差するように径方向に貫通する第２通路１１７ｃが形成されている。
【００６１】
ハウジング１１１の下部には、プランジャ１１８が上下方向に沿って移動自在に支持されると共にリターンスプリング１１９により下方に付勢支持されている。そして、このプランジャ１１８は、上方に延出されて第２支持孔１１６に移動自在に嵌合するロッド部１１８ａを有し、第１弁部１１８ｂが駆動ピストン１１７に形成された第１弁座１１７ｄに着座可能となっている。そして、プランジャ１１８の外周側には、通電可能なコイル１２０が巻装されており、このプランジャ１１８とコイル１２０によりソレノイドが構成されている。
【００６２】
ハウジング１１１の第１支持孔１１２には、駆動ピストン１１７の上方に位置して、円筒形状をなす外部ピストン１２１が移動自在に嵌合し、この外部ピストン１２１の内部に制御弁１２２が配設され、この外部ピストン１２１と相対移動自在となっている。外部ピストン１２１は、連通孔１２１ａが形成されると共に、上方が開口している。そして、駆動ピストン１１７のフランジ部１１７ａと外部ピストン１２１との間には、リターンスプリング１２３が張設されており、駆動ピストン１１７は下方に付勢支持され、外部ピストン１２１は上方に付勢支持されている。
【００６３】
外部ピストン１２１は、内部に制御弁１２２が収容され、上端部に蓋部１２４が固定されている。制御弁１２２は、上端部が蓋部１２４に嵌合する一方、下端部に連通孔１２１ａを貫通する連結部１２２ａが形成され、この連結部１２２ａが駆動ピストン１１７の上端部に形成された連結凹部１１７ｅに嵌合している。また、制御弁１２２は、第２弁部１２２ｂが形成され、この第２弁部１２２ｂは、外部ピストン１２１に形成された第２弁座１２１ｂに着座可能となっている。そして、外部ピストン１２１と制御弁１２２との間には、リターンスプリング１２５が張設されており、その付勢力により外部ピストン１２１が上方に、制御弁１２２が下方に支持されることで、第２弁部１２２ｂが第２弁座１２１ｂに着座している。
【００６４】
本実施例の圧力制御弁５０は、上述したように、ハウジング１１１内に駆動ピストン１１７、外部ピストン１２１、制御弁１２２が移動自在に支持されることから、外部ピストン１２１と制御弁１２２により区画される高圧室Ｒ１１と、ハウジング１１１と駆動ピストン１１７とプランジャ１１８により区画される減圧室Ｒ１２と、ハウジング１１１と駆動ピストン１１７と外部ピストン１２１と制御弁１２２とにより区画される圧力室Ｒ１３と、ハウジング１１１と外部ピストン１２１と制御弁１２２とにより区画されるリリーフ室Ｒ１４と、ハウジング１１１と外部ピストン１２１により区画される外部圧力室Ｒ１５が設けられている。
【００６５】
そして、ハウジング１１１及び外部ピストン１２１を貫通して高圧室Ｒ１１に連通する高圧ポートＰ１１が形成されると共に、ハウジング１１１を貫通して減圧室Ｒ１２に連通する減圧ポートＰ１２が形成されている。また、ハウジング１１１を貫通して圧力室Ｒ１３に連通する制御圧ポートＰ１３が形成されている。更に、ハウジング１１１及び外部ピストン１２１を貫通してリリーフ室Ｒ１４に連通するリリーフポートＰ１４が形成されている。また、ハウジング１１１を貫通して外部圧力室Ｒ１５に連通する外部圧ポートＰ１５が形成されている。そして、高圧ポートＰ１１は高圧供給配管４９に連結され、減圧ポートＰ１２は減圧供給配管５２に連結され、制御圧ポートＰ１３は制御圧供給配管５１に連結され、リリーフポートＰ１４はリリーフ配管５３に連結され、外部圧ポートＰ１５は外部圧供給配管５４に連結されている。
【００６６】
このように構成された圧力制御弁５０にて、コイル１２０が消磁状態にあるとき、リターンスプリング１１９によりプランジャ１１８の第１弁部１１８ｂが、駆動ピストン１１７の第１弁座１１７ｄから離間している。一方、リターンスプリング１２５により制御弁１２２の第２弁部１２２ｂが外部ピストン１２１の第２弁座１２１ｂに着座している。従って、連通孔１２１ａが閉止されることで、高圧室Ｒ１１と圧力室Ｒ１３とが遮断され、圧力室Ｒ１３と減圧室Ｒ１２とが連通する。
【００６７】
この状態から、コイル１２０に通電すると、発生する電磁力によりプランジャ１１８が上方に移動し、ロッド部１１８ａが駆動ピストン１１７を押圧し、この駆動ピストン１１７がリターンスプリング１２３の付勢力に抗して上方に移動する。すると、駆動ピストン１１７が制御弁１２２をリターンスプリング１２５の付勢力に抗して押圧し、この制御弁１２２が上方に移動する。制御弁１２２が上方に移動すると、第２弁部１２２ｂが外部ピストン１２１の第２弁座１２１ｂから離間して連通孔１２１ａが開放される。従って、高圧室Ｒ１１と圧力室Ｒ１３が連通され、圧力室Ｒ１３と減圧室Ｒ１２とが遮断される。
【００６８】
また、外部圧ポートＰ１５から外部圧力室Ｒ１５に外部圧（油圧）が供給されると、蓋部１２４を介して外部ピストン１２１が下方に移動する。すると、この外部ピストン１２１がリターンスプリング１２３の付勢力に抗して下方に移動し、制御弁１２２の第２弁部１２２ｂから外部ピストン１２１の第２弁座１２１ｂが離間して連通孔１２１ａが開放される。従って、前述と同様に、高圧室Ｒ１１と圧力室Ｒ１３が連通され、圧力室Ｒ１３と減圧室Ｒ１２とが遮断される。
【００６９】
また、図３に戻り、マスタシリンダ１１のリリーフ室Ｒ４に連通する第２リリーフポート５５には、第５油圧配管５６の一端部が連結され、この第５油圧配管５６の他端部はリザーバタンク４６に連結されている。更に、マスタシリンダ１１には、第３リリーフポート５７が形成されており、この第３リリーフポート５７は、加圧ピストン１４に形成された第１連通孔５８を通して第２圧力室Ｒ２に連通可能であると共に、第２連通孔５９を通して第１圧力室Ｒ１に連通可能となっている。そして、第３リリーフポート５７には、第６油圧配管６０の一端部が連結され、この第６油圧配管６０の他端部はリザーバタンク４６に連結されている。この場合、シリンダ１２と加圧ピストン１４との間には、第３リリーフポート５７の両側に位置してワンウェイシール６１が設けられている。そのため、加圧ピストン１４が後退位置にあるとき、第２圧力室Ｒ２とリザーバタンク４６とが第１連通孔５８により連通し、加圧ピストン１４が前進すると、第１圧力室Ｒ１と第２圧力室Ｒ２とが第１連通孔５８及び第２連通孔５９により連通可能とする。
【００７０】
また、支持部材２１には、入力ピストン１３との間にシール部材６２が装着されると共に、加圧ピストン１４と一体の支持部材２３には、入力ピストン１３との間にシール部材６３が装着されている。即ち、この構成により、入力ピストン１３は、大気側のシール（シール部材６２）径と加圧ピストン１４側のシール（シール部材６３）径とが同径となっている。そのため、マスタシリンダ１１の第２圧力ポート２９から背面圧力室Ｒ３に制御圧が作用したとき、入力ピストン１３は、この制御圧の圧力を受けることがないため、反力の変化もない。
【００７１】
このように構成された本実施例の車両用制動装置にて、図３に示すように、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７１は、ブレーキペダル１５から入力ピストン１３に入力される操作力（ペダル踏力）に応じた目標制御圧を設定し、圧力制御弁５０により調圧し、この設定された目標制御圧を背面圧力室Ｒ３に作用させることで、加圧ピストン１４をアシストする。また、目標制御圧をＡＢＳ７０を介して各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬに制動油圧として付与することで、この各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬを作動し、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬに所望の制動力を作用させる。
【００７２】
即ち、ブレーキペダル１５には、このブレーキペダル１５のペダルストロークＳｐを検出するストロークセンサ７２と、そのペダル踏力を検出する踏力センサ７３が設けられており、各検出結果をＥＣＵ７１に出力している。また、第１油圧配管２７にて、マスタカット弁３２より上流側、つまり、第１圧力ポート２６側には、油圧を検出する第１圧力センサ７４が設けられ、マスタカット弁３２より下流側、つまり、ＡＢＳ７０側には、油圧を検出する第２圧力センサ７５が設けられている。マスタカット弁３２が閉止状態にあるとき、第１圧力センサ７４は、第１圧力室Ｒ１の圧力を検出し、第２圧力センサ７５は、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬの各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬへ供給される油圧（制御圧）を検出し、それぞれ検出結果をＥＣＵ７１に出力している。
【００７３】
更に、油圧ポンプ４３からアキュムレータ４８を介して圧力制御弁５０に至る高圧供給配管４９には、油圧を検出する第３圧力センサ７６が設けられている。この圧力センサ７６は、アキュムレータ４８に蓄圧されて圧力制御弁５０に供給される油圧を検出し、検出結果をＥＣＵ７１に出力している。なお、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬには、それぞれ図示しない車輪速センサが設けられており、検出した各車輪速度をＥＣＵ７１に出力している。
【００７４】
従って、ＥＣＵ７１は、踏力センサ７３が検出したブレーキペダル１５のペダル踏力（または、ストロークセンサ７２が検出したペダルストローク）に基づいて目標制御圧を設定し、圧力制御弁５０における駆動ピストン１１７を制御する一方、第２圧力センサ７５が検出した制御圧をフィードバックし、目標制御圧と制御圧とが一致するように制御している。この場合、ＥＣＵ７１は、ペダル踏力（ペダルストローク）に対する目標制御圧を表すマップを有しており、このマップに基づいて圧力制御弁５０を制御する。
【００７５】
本実施例の車両用制動装置による制動力制御について、具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、乗員がブレーキペダル１５を踏むと、その操作力（踏力）により入力ピストン１３が前進（図３にて左方へ移動）する。このとき、踏力センサ７３はペダル踏力を検出し、ＥＣＵ７１は、このペダル踏力に基づいて目標制御圧を設定する。そして、ＥＣＵ７１は、この目標制御圧に基づいて圧力制御弁５０を制御し、圧力制御弁５０は、アキュムレータ４８に蓄圧された油圧を調圧し、目標制御圧となる制御圧を制御圧供給配管５１に出力する。
【００７６】
即ち、圧力制御弁５０にて、コイル１２０に通電し、発生する吸引力によりプランジャ１１８をリターンスプリング１１９の付勢力に抗して上方に移動し、駆動ピストン１１７を押圧して上方に移動する。すると、駆動ピストン１１７が制御弁１２２を押圧して上方に移動し、連通孔１２１ａが開放されることで、高圧ポートＰ１１と制御圧ポートＰ１３が連通する一方、減圧ポートＰ１２と制御圧ポートＰ１３が遮断される。そのため、アキュムレータ４８の油圧が高圧供給配管４９から高圧ポートＰ１１に供給され、高圧室Ｒ１１から連通孔１２１ａを通ることで調圧されて圧力室Ｒ１３に供給され、制御圧ポートＰ１３から制御圧供給配管５１を通して第２油圧配管３０に供給される。
【００７７】
すると、第２油圧配管３０に供給された油圧は、マスタシリンダ１１の第２圧力ポート２９を通して背面圧力室Ｒ３に作用する。ところが、入力ピストン１３は、大気側のシール径と加圧ピストン１４側のシール径が同径であるため、入力ピストン１３は制御圧に関係なく前進することとなり、ブレーキペダル１５に対して反力スプリング２２により適正な反力が付与される。
【００７８】
また、第２油圧配管３０に供給された制御圧は、各油圧供給配管３１ａ，３１ｂを通して後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに付与される。更に、第２油圧配管３０に供給された制御圧は、連通油圧配管３３を通して第１油圧配管２７に供給され、各油圧供給配管２８ａ，２８ｂを通して前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに付与される。このとき、ＥＣＵ７１は、第２圧力センサ７５が検出した制御圧をフィードバックし、目標制御圧と制御圧とが一致するように圧力制御弁５０を制御する。従って、前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに適正な制御圧が付与されると共に、後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに適正な制御圧が付与されることとなり、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬに対して乗員のブレーキペダル１５の操作力に応じた所望の制動力を発生させることができる。
【００７９】
ところで、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン１３が反力スプリング２２の付勢力に抗して前進することで、この反力スプリング２２だけが収縮して弾性変形する。この場合、入力ピストン１３が初期ストロークＳ１だけ前進する間は、ゴム部材２４は弾性変形しない。そのため、反力スプリング２２は、線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークが早期に吸収されると共に、変化量が一定な反力が付与される。
【００８０】
そして、乗員がブレーキペダル１５を更に踏み込み、入力ピストン１３が初期ストロークＳ１を越えて前進すると、ゴム部材２４が加圧ピストン１４に接触して押圧される。このとき、マスタカット弁３２が閉止されているため、加圧ピストン１４が微小前進すると、第２連通孔５９と第３リリーフポート５７との連通が解除され、第１圧力室Ｒ１は密閉状態となり、加圧ピストン１４の前進が拘束される。そのため、入力ピストン１３がゴム部材２４をより強く押圧することで、このゴム部材２４が弾性変形する。即ち、入力ピストン１３が反力スプリング２２の付勢力に抗して更に前進することで、この反力スプリング２２が収縮して弾性変形すると共に、ゴム部材２４が加圧ピストン１４に押圧されて収縮して弾性変形する。そのため、反力スプリング２２は、線形剛性変化をなすものの、ゴム部材２４は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークが適正に吸収されると共に、安定した反力が付与される。
【００８１】
また、入力ピストン１３が前進し、ゴム部材２４が加圧ピストン１４により押圧されて弾性変形するとき、円錐部１３ｅがゴム部材２４の中心部を押圧することで、ゴム部材２４は、その中心部が凹むように弾性変形する。続いて、この円錐部１３ｅの前面がゴム部材２４に密着して全体を押圧することで、ゴム部材２４は、変形部２４ａが加圧ピストン１４により径方向における外方に弾性変形する。そのため、入力ピストン１３がゴム部材２４を弾性変形させるとき、弾性初期と弾性終期における弾性変化率が高くなり、ブレーキペダル１５に対して適正な反力が付与される。
【００８２】
一方、電源系統に故障が発生して失陥した場合には、圧力制御弁５０のコイル１２０への電流値を制御することで、各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬへ付与する制御圧を適正油圧に制御することができない。ところが、本実施例では、圧力制御弁５０に、マスタシリンダ１１の第１圧力室Ｒ１で発生したパイロット油圧を（外部圧）により作動する外部ピストン１２１を設け、この外部ピストン１２１により駆動ピストン１１７を制御して適正な制御圧を出力可能としている。
【００８３】
電源系統の失陥時に、乗員がブレーキペダル１５を踏むと、その操作力により入力ピストン１３が前進し、初期ストロークＳ１を越えると、入力ピストン１３がゴム部材２４を介して加圧ピストン１４を押圧し、入力ピストン１３と加圧ピストン１４が一体となって前進する。入力ピストン１３及び加圧ピストン１４が前進すると、第１圧力室Ｒ１が加圧される。このとき、マスタカット弁３２が開放されているため、第１圧力室Ｒ１の油圧が外部圧として第１油圧配管２７に吐出され、外部圧供給配管５４を通して圧力制御弁５０に作用する。
【００８４】
この圧力制御弁５０にて、外部圧が外部圧供給配管５４から外部圧ポートＰ１５を介して外部圧力室Ｒ１５に作用すると、外部ピストン１２１が下方に移動する。すると、連通孔１２１ａが開放されることで、高圧ポートＰ１１と制御圧ポートＰ１３が連通する一方、減圧ポートＰ１２と制御圧ポートＰ１３が遮断される。そのため、アキュムレータ４８の油圧が高圧供給配管４９から高圧ポートＰ１１に供給され、高圧室Ｒ１１から連通孔１２１ａを通ることで調圧されて圧力室Ｒ１３に供給され、制御圧ポートＰ１３から制御圧供給配管５１を通して第２油圧配管３０に供給される。すると、第２油圧配管３０に供給された油圧は、マスタシリンダ１１の第２圧力ポート２９を通して背面圧力室Ｒ３に作用することとなり、この制御圧により加圧ピストン１４を介して入力ピストン１３をアシストすることができる。
【００８５】
そのため、第２油圧配管３０に供給された制御圧が、各油圧供給配管３１ａ，３１ｂを通して後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに付与される。また、制御圧によりアシストされることで、容易に前進する入力ピストン１３により、第２油圧配管３０の制御圧と同等の制御圧が第１圧力室Ｒ１から第１油圧配管２７に吐出される。そのため、第１油圧配管２７に供給された制御圧が、各油圧供給配管２８ａ，２８ｂを通して前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに付与される。従って、前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに適正な制御圧が付与されると共に、後輪ＲＲ，ＲＬのホイールシリンダ２５ＲＲ，２５ＲＬに適正な制御圧が付与されることとなり、前輪ＦＲ，ＦＬ及び後輪ＲＲ，ＲＬに対して乗員のブレーキペダル１５の操作力に応じた所望の制動力を発生させることができる。
【００８６】
なお、アキュムレータ４８の残圧が不足した場合であっても、乗員がブレーキペダル１５を踏むと、その操作力により入力ピストン１３が前進し、ゴム部材２４を介して加圧ピストン１４を押圧して前進し、第１圧力室Ｒ１を加圧することができる。そのため、第１圧力室Ｒ１から第１油圧配管２７に踏力に応じた油圧が吐出されるため、この油圧を前輪ＦＲ，ＦＬのホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬに付与し、前輪ＦＲ，ＦＬに対して乗員のブレーキペダル１５の操作力に応じた制動力を発生させることができる。
【００８７】
このように実施例２の車両用制動装置にあっては、シリンダ１２内に入力ピストン１３と加圧ピストン１４を直列に移動自在に支持することで第１圧力室Ｒ１及び第２圧力室Ｒ２を区画するマスタシリンダ１１を設け、第１圧力室Ｒ１に連結された第１油圧配管２７にＡＢＳ７０を介して各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬを連結すると共にマスタカット弁３２を設け、一方、電子制御可能な圧力制御弁５０をＡＢＳ７０を介して各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬに連結している。
【００８８】
従って、電源系統の正常時には、圧力制御弁５０を制御することで、アキュムレータ４８の油圧を調圧して各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬに供給することができる。一方、電源系統の失陥時には、ブレーキペダル１５の操作に応じた外部圧により圧力制御弁５０を作動することで、アキュムレータ４８の油圧を調圧して各ホイールシリンダ２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬに供給することができる。即ち、電磁力及び外部圧により作動する圧力制御弁５０を適用することで、電源系統の状態に拘らず乗員によるブレーキペダル１５の操作に応じた制御圧を確実に発生させることができ、その結果、油圧経路を簡略化して構造の簡素化を図ることができると共に、製造コストを低減することができる一方、適正な制動力制御を可能とすることができ、信頼性及び安全性の向上を図ることができる。
【００８９】
また、実施例２の車両用制動装置では、マスタシリンダ１１内に制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に反力を発生させるストロークシミュレータを内蔵し、このストロークシミュレータを、入力ピストン１３とシリンダ１１との間に張設された反力スプリング２２と、入力ピストン１３と加圧ピストン１４との間に設けられたゴム部材２４とにより構成し、入力ピストン１３が初期ストロークだけ前進する間にゴム部材２４の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段として、入力ピストン１３と加圧ピストン１４との間に初期隙間Ｓ１を設定している。
【００９０】
従って、初期制動操作力により入力ピストン１３が前進して反力スプリング２２だけを弾性変形し、入力ピストン１３が初期ストロークだけ前進してからゴム部材２４を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【００９１】
そして、実施例２の車両用制動装置では、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン１３が前進し、反力スプリング２２だけが収縮して弾性変形することとなり、この反力スプリング２２が線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークを早期に吸収すると共に、変化量が一定となる反力を付与することができる。そして、乗員が更にブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン１３が初期ストロークを越えて前進した後にゴム部材２４を弾性変形させることとなり、このゴム部材２４が非線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークを適正に吸収すると共に、安定した反力を付与することができる。
【００９２】
また、実施例２の車両用制動装置では、マスタシリンダ１１内に、反力スプリング２２とゴム部材２４を構成要素とするストロークシミュレータを内蔵している。そのため、装置のコンパクト化を可能とすることができる。なお、本実施例では、ゴム部材２４を入力ピストン１３側に設け、ゴム部材２４と加圧ピストンとの間に初期隙間Ｓ１を設定したが、ゴム部材２４を加圧ピストン１４側に設け、入力ピストン１３とゴム部材２４との間に初期隙間Ｓ１を設定してもよい。
【実施例３】
【００９３】
図５は、本発明の実施例３に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００９４】
実施例３の車両用制動装置において、図５に示すように、マスタシリンダ２０１は、シリンダ２０２内にピストンとしての入力ピストン２０３と中間ピストン２０４と加圧ピストン２０５が軸方向に移動自在に支持されて構成されている。ブレーキペダル１５は、操作ロッド２０が入力ピストン２０３に連結されている。
【００９５】
入力ピストン２０３は、外周面がシリンダ２０２の内周部に固定された支持部材２０６の内周面により移動自在に支持されている。この入力ピストン２０３は、支持部材２０６の内周面に嵌合する支持部２０３ａと、基端部に固定されたブラケット２０３ｂと、先端部に支持部２０３ａより大径の押圧部２０３ｃとを有している。そして、支持部材２０６と入力ピストン２０３のブラケット２０３ｂとの間に反力スプリング（第１弾性部材）２０７が介装されており、入力ピストン２０３が一方方向（図５にて、右方）に付勢支持されている。
【００９６】
中間ピストン２０４は、シリンダ２０２内にて、入力ピストン２０３と加圧ピストン２０５との間に配置されており、外周面がシリンダ２０２の内周面に移動自在に支持されている。この中間ピストン２０４は、シリンダ２０２の第１内周面２０２ａに嵌合するフランジ部２０４ａと、第１内周面２０２ａより小径の第２内周面２０２ｂに嵌合する支持部２０４ｂとを有している。また、中間ピストン２０４は、支持部２０４ｂに後方に開口する第１支持孔２０４ｃ及び第２支持孔２０４ｄが形成されており、第１支持孔２０４ｃの内周面に入力ピストン２０３の押圧部２０３ｃの外周面が移動自在に嵌合し、第２支持孔２０４ｄの内周面に押圧部２０３ｃから前方に延出した連結部２０３ｄの外周面が移動自在に嵌合している。
【００９７】
そのため、入力ピストン２０３は、反力スプリング２０７の付勢力により、押圧部２０３ｃが中間ピストン２０４のストッパ２０４ｅに当接する位置に付勢支持されており、反力スプリング２０７の付勢力に抗して前進すると、この連結部２０３ｄが中間ピストン２０４における第２支持孔２０４ｄの底面に当接することができる。中間ピストン２０４は、反力スプリング２０７の付勢力により、入力ピストン２０３を介して、フランジ部２０４ａが支持部材２０６に当接する位置に付勢支持されている。また、入力ピストン２０３は、連結部２０３ｄが中間ピストン２０４における第２支持孔２０４ｄの底面に当接した後、更に前進することで中間ピストン２０４を押圧し、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４とが一体となって前進することができる。
【００９８】
加圧ピストン２０５は、シリンダ２０２内にて、中間ピストン２０４の先端部側に配置されており、外周面がシリンダ２０２の内周面に移動自在に支持されている。この加圧ピストン２０５は、シリンダ２０２の第２内周面２０２ｃに嵌合する支持部２０５ａと、段部２０２ｄに当接可能なストッパ部２０５ｂとを有している。そして、シリンダ２０２に支持された支持ブラケット２０８と加圧ピストン２０５との間には、付勢スプリング２０９が張設されており、加圧ピストン２０５は、付勢スプリング２０９の付勢力により、ストッパ部２０５ｂが段部２０２ｄに当接する位置に付勢支持されている。また、入力ピストン２０３は、中間ピストン２０４に当接した後、更に前進することで加圧ピストン２０５を押圧し、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４と加圧ピストン２０５とが一体となって前進することができる。
【００９９】
また、中間ピストン２０４は、第１支持孔２０４ｃ内にゴム部材（第２弾性部材）２１０が配置されている。そして、入力ピストン２０３は、押圧部２０３ｃの先端面に、ゴム部材２１０を押圧する円錐部２０３ｅが形成されている。一方、ゴム部材２１０は、円錐部２０３ｅに対向する後端部に、入力ピストン２０３の押圧により、この押圧方向（軸方向）と交差する方向（径方向）に弾性変形する円錐台形状をなす変形部２１０ａが形成されている。この場合、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４が反力スプリング２０７の付勢力により後退位置に位置決めされているとき、入力ピストン２０３とゴム部材２１０との間には、初期隙間Ｓ１が設定されている。即ち、入力ピストン２０３が初期ストロークだけ前進する間に入力ピストン２０３によるゴム部材２１０の弾性変形を抑制する、本発明の弾性変形抑制手段として、この初期隙間Ｓ１が機能する。
【０１００】
本実施例では、入力ピストン２０３、反力スプリング２０７、ゴム部材２１０によりストロークシミュレータが構成されており、入力ピストン２０３が前進することで、反力スプリング２０７だけを弾性変形し、入力ピストン２０３が初期ストロークＳ１を越えて前進し、ゴム部材２１０に接触して押圧することで、このゴム部材２１０が弾性変形する。ここで、反力スプリング２０７は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材２１０は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【０１０１】
従って、運転者がペダル１７を踏み込むことでブレーキペダル１５が回動すると、その操作力が操作ロッド２０を介して入力ピストン２０３に伝達され、この入力ピストン２０３が反力スプリング２０７の付勢力に抗して前進することができる。そして、入力ピストン２０３が初期ストロークＳ１だけ前進すると、ゴム部材２１０を弾性変形させて中間ピストン２０４に当接することができ、入力ピストン２０３は中間ピストン２０４を押圧し、一体となって前進することができる。その後、入力ピストン２０３と加圧ピストン２０４が一体となって前進し、中間ピストン２０４が加圧ピストン２０５に当接すると、入力ピストン２０３及び中間ピストン２０４は加圧ピストン２０５を押圧し、一体となって前進することができる。
【０１０２】
このように、シリンダ２０２内に入力ピストン２０３と中間ピストン２０４と加圧ピストン２０５が同軸上に移動自在に配置されることで、加圧ピストン２０５における前進方向（図５にて左方）に第１圧力室（前方圧力室）Ｒ１が区画され、加圧ピストン２０５における後退方向（図５にて右方）、つまり、加圧ピストン２０５と中間ピストン２０４との間に第２圧力室Ｒ２が区画され、入力ピストン２０３及び中間ピストン２０４における後退方向（図５にて右方）、つまり、中間ピストン２０４及び支持部材２０６との間に背面圧力室（後方圧力室）Ｒ３が区画されている。また、シリンダ２０２と中間ピストン２０４との間に第１リリーフ室Ｒ４が形成されると共に、中間ピストン２０４と入力ピストン２０３との間に第２リリーフ室Ｒ５が形成されている。この場合、第２圧力室Ｒ２と背面圧力室Ｒ３とは、入力ピストン２０３に形成された連通路２０３ｆ、中間ピストン２０４の第２支持孔２０４ｄ、中間ピストン２０４に形成された連通路２０４ｆにより連通している。
【０１０３】
なお、本実施例の車両用制動装置では、上述したマスタシリンダ２０１にマスタカット弁、ＡＢＳ、ホイールシリンダ、圧力制御弁などが連結されているが、これらの構成は、上述した実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１０４】
マスタシリンダ２０１にて、第１圧力室Ｒ１の第１圧力ポート２６には、第１油圧配管２７が連結され、背面圧力室Ｒ３の第２圧力ポート２９には、第２油圧配管３０が連結されている。また、マスタシリンダ２０１にて、第１リリーフ室Ｒ４の第２リリーフポート５５には、第５油圧配管５６の一端部が連結され、この第５油圧配管５６には、反力制御弁２１５が設けられている。この反力制御弁２１５は、ノーマルオープンタイプの開閉弁であって、電力供給時に閉止する。更に、マスタシリンダ２０１にて、第３リリーフポート５７には、加圧ピストン２０５に形成された第２連通孔５９を通して第１圧力室Ｒ１に連通可能であると共に、第６油圧配管６０が連結されている。また、第２リリーフ室Ｒ５の第４リリーフポート２１１には、第７油圧配管２１２を介して図示しないリザーバタンクに連結されている。
【０１０５】
なお、支持部材２０６には、入力ピストン２０３との間にシール部材（ワンウェイシール）２１３が装着されると共に、中間ピストン２０４には、入力ピストン２０３との間にシール部材２１４が装着されている。即ち、この構成により入力ピストン２０３と、中間ピストン２０４とのシール径が実質的に同径となっている。
【０１０６】
従って、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン２０３が反力スプリング２０７の付勢力に抗して前進することで、この反力スプリング２０７だけが収縮して弾性変形する。この場合、入力ピストン２０３が初期ストロークＳ１だけ前進する間は、ゴム部材２１０は弾性変形しない。そのため、反力スプリング２０７は、線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークが早期に吸収されると共に、変化量が一定な反力が付与される。
【０１０７】
そして、乗員がブレーキペダル１５を更に踏み込み、入力ピストン２０３が初期ストロークＳ１を越えて前進すると、入力ピストン２０３がゴム部材２１０に接触して押圧する。このとき、反力制御弁２１５が閉止されているため、リリーフ室Ｒ４は密閉状態となり、中間ピストン２０４の前進が規制される。そのため、入力ピストン２０３がゴム部材２１０に接触すると、この入力ピストン２０３は、ゴム部材２１０を押圧しながら前進することで、入力ピストン２０３がゴム部材２１０をより強く押圧し、このゴム部材２１０が弾性変形する。
【０１０８】
即ち、入力ピストン２０３が反力スプリング２０７の付勢力に抗して更に前進することで、この反力スプリング２０７が収縮して弾性変形すると共に、ゴム部材２１０が押圧され、収縮して弾性変形する。そのため、反力スプリング２０７は、線形剛性変化をなすものの、ゴム部材２１０は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークが適正に吸収されると共に、安定した反力が付与される。
【０１０９】
また、入力ピストン２０３が前進し、ゴム部材２１０が押圧されて弾性変形するとき、円錐部２０３ｅがゴム部材２１０の中心部を押圧することで、ゴム部材２１０は、その中心部が凹むように弾性変形する。続いて、この円錐部２０３ｅの前面がゴム部材２１０に密着して全体を押圧することで、ゴム部材２１０は、変形部２１０ａが加圧ピストン１４により径方向における外方に弾性変形する。そのため、入力ピストン２０３がゴム部材２１０を弾性変形させるとき、弾性初期と弾性終期における弾性変化率が高くなり、ブレーキペダル１５に対して適正な反力が付与される。
【０１１０】
このように実施例３の車両用制動装置にあっては、マスタシリンダ２０１内に制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に反力を発生させるストロークシミュレータを内蔵し、このストロークシミュレータを、入力ピストン２０３とシリンダ２０２との間に張設された反力スプリング２０７と、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４（加圧ピストン２０５）との間に設けられたゴム部材２１０とにより構成し、入力ピストン２０３が初期ストロークだけ前進する間にゴム部材２１０の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段として、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４との間に初期隙間Ｓ１を設定している。
【０１１１】
従って、初期制動操作力により入力ピストン２０３が前進して反力スプリング２０７だけを弾性変形し、入力ピストン２０３が初期ストロークだけ前進してからゴム部材２１０を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【０１１２】
そして、実施例３の車両用制動装置では、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン２０３が前進し、反力スプリング２０７だけが収縮して弾性変形することとなり、この反力スプリング２０７が線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークを早期に吸収すると共に、変化量が一定となる反力を付与することができる。そして、乗員が更にブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン２０３が初期ストロークを越えて前進した後にゴム部材２１０を弾性変形させることとなり、このゴム部材２１０が非線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークを適正に吸収すると共に、安定した反力を付与することができる。
【０１１３】
また、実施例３の車両用制動装置では、マスタシリンダ２０１内に、反力スプリング２０７とゴム部材２１０を構成要素とするストロークシミュレータを内蔵している。そのため、装置のコンパクト化を可能とすることができる。なお、本実施例では、ゴム部材２１０を中間ピストン２０４側に設け、入力ピストン２０３とゴム部材２１０との間に初期隙間Ｓ１を設定したが、ゴム部材２１０を入力ピストン２０３側に設け、ゴム部材２１０と中間ピストン２０４との間に初期隙間Ｓ１を設定してもよい。また、入力ピストン２０３と加圧ピストン２０５との間に中間ピストン２０４を設けたが、省略してもよい。
【実施例４】
【０１１４】
図６は、本発明の実施例４に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１１５】
実施例４の車両用制動装置において、図６に示すように、マスタシリンダ３０１は、シリンダ２０２内に入力ピストン２０３と中間ピストン２０４と加圧ピストン２０５が軸方向に移動自在に支持されて構成されている。ブレーキペダル１５は、操作ロッド２０が入力ピストン２０３に連結されている。入力ピストン２０３は、支持部材２０６の内周面に嵌合する支持部２０３ａと、基端部に固定されたブラケット２０３ｂと、先端部に支持部２０３ａより大径のフランジ部２０３ｇと、前方に延出する連結部２０３ｄとを有している。そして、支持部材２０６とブラケット２０３ｂとの間に反力スプリング２０７が介装されており、入力ピストン２０３が一方方向（図６にて、右方）に付勢支持されている。
【０１１６】
中間ピストン２０４は、フランジ部２０４ａと、支持部２０４ｂと、第１支持孔２０４ｃと、第２支持孔２０４ｄと、ストッパ２０４ｅとを有している。そして、入力ピストン２０３の支持部２０３ａが中間ピストン２０４の第１支持孔２０４ｃに移動自在に嵌合し、連結部２０３ｄが第２支持孔２０４ｄに移動自在に嵌合している。そのため、入力ピストン２０３は、反力スプリング２０７の付勢力により、フランジ部２０３ｇが中間ピストン２０４のストッパ２０４ｅに当接する位置に付勢支持されており、反力スプリング２０７の付勢力に抗して前進すると、この連結部２０３ｄが中間ピストン２０４における第２支持孔２０４ｄの底面に当接することができる。中間ピストン２０４は、反力スプリング２０７の付勢力により、入力ピストン２０３を介して、フランジ部２０４ａが支持部材２０６に当接する位置に付勢支持されている。また、入力ピストン２０３は、連結部２０３ｄが中間ピストン２０４における第２支持孔２０４ｄの底面に当接した後、更に前進することで中間ピストン２０４を押圧し、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４とが一体となって前進することができる。
【０１１７】
加圧ピストン２０５は、支持部２０５ａと、ストッパ部２０５ｂとを有している。そして、シリンダ２０２と加圧ピストン２０５との間に付勢スプリング２０９が張設されており、加圧ピストン２０５は、ストッパ部２０５ｂが段部２０２ｄに当接する位置に付勢支持されている。また、入力ピストン２０３は、中間ピストン２０４に当接した後、更に前進することで加圧ピストン２０５を押圧し、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４と加圧ピストン２０５とが一体となって前進することができる。
【０１１８】
このように、シリンダ２０２内に入力ピストン２０３と中間ピストン２０４と加圧ピストン２０５が同軸上に移動自在に配置されることで、加圧ピストン２０５における前進方向に第１圧力室Ｒ１が区画され、加圧ピストン２０５と中間ピストン２０４との間に第２圧力室Ｒ２が区画され、中間ピストン２０４及び支持部材２０６との間に背面圧力室Ｒ３が区画されている。また、シリンダ２０２と中間ピストン２０４との間に第１リリーフ室Ｒ４が形成されると共に、中間ピストン２０４と入力ピストン２０３との間に第２リリーフ室Ｒ５が形成されている。この場合、第２圧力室Ｒ２と背面圧力室Ｒ３とは、入力ピストン２０３に形成された連通路２０３ｆ、中間ピストン２０４の第２支持孔２０４ｄ、中間ピストン２０４に形成された連通路２０４ｆにより連通している。
【０１１９】
そして、マスタシリンダ３０１にて、第１圧力室Ｒ１の第１圧力ポート２６には、第１油圧配管２７が連結され、背面圧力室Ｒ３の第２圧力ポート２９には、第２油圧配管３０が連結されている。また、マスタシリンダ３０１にて、第１リリーフ室Ｒ４の第２リリーフポート５５には、第５油圧配管５６の一端部が連結され、この第５油圧配管５６には、反力制御弁２１５が設けられている。更に、マスタシリンダ３０１にて、第３リリーフポート５７には、加圧ピストン１４に形成された第２連通孔５９を通して第１圧力室Ｒ１に連通可能であると共に、第６油圧配管６０が連結されている。また、第２リリーフ室Ｒ５の第４リリーフポート２１１には、第７油圧配管２１２を介して図示しないリザーバタンクに連結されている。
【０１２０】
なお、本実施例の車両用制動装置では、上述したマスタシリンダ３０１にマスタカット弁、ＡＢＳ、ホイールシリンダ、圧力制御弁などが連結されているが、これらの構成は、上述した実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１２１】
本実施例では、マスタシリンダ３０１の外部における第５油圧配管５６にストロークシミュレータ３１１が設けられている。このストロークシミュレータ３１１において、中空円筒形状をなすハウジング３１２は、内部における軸方向の一端部側にピストン３１３が軸方向に沿って移動自在に支持されている。このピストン３１３は、外周部にハウジング３１２の内周面に摺接するシール部材３１３ａが装着されると共に、一端部に凹部３１３ｂが形成されることで、ハウジング３１２との間に油圧室３１４が形成されている。そして、ハウジング３１２の端部に給排口３１２ａが形成され、この給排口３１２ａに、第５油圧配管５６から分岐した分岐油圧配管３１５が連結されている。
【０１２２】
ハウジング３１２は、内部における軸方向の他端部側に、第２弾性部材としてのゴム部材３１６が配置されており、このゴム部材３１６に対してピストン３１３が接触すると共に、ゴム部材３１６の外周面とハウジング３１２との間には微小隙間が確保されている。そして、このゴム部材３１６は、ピストン３１３との対向部に、ピストン３１３の押圧により押圧方向（軸方向）と交差する方向（径方向）に弾性変形する先細形状をなす変形部３１６ａが設けられている。
【０１２３】
この場合、本発明のピストンとして、マスタシリンダ３０１内の入力ピストン２０３と、ストロークシミュレータ３１１内のピストン３１３が機能する。そして、入力ピストン２０３が初期ストロークだけ前進する間にピストン３１３によるゴム部材３１６の弾性変形を抑制する、本発明の弾性変形抑制手段として、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４との間の初期隙間Ｓ１が機能する。本実施例のストロークシミュレータ３１１では、入力ピストン２０３が前進することで、反力スプリング２０７だけを弾性変形する。続いて、入力ピストン２０３が中間ピストン２０４に当接して一体に前進し、発生した油圧が第５油圧配管５６からストロークシミュレータ３１１のピストン３１３に作用して前進することで、ゴム部材３１６を弾性変形する。そのため、反力スプリング２０７は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材３１６は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【０１２４】
本実施例では、ピストン３１３及びゴム部材３１６を有するストロークシミュレータ３１１に加えて、マスタシリンダ３０１の入力ピストン２０３及び反力スプリング２０７により本発明のストロークシミュレータが構成されており、入力ピストン２０３が前進することで、反力スプリング２０７だけを弾性変形し、入力ピストン２０３が初期ストロークＳ１を越えて前進し、発生した油圧によりピストン３１３が前進することで、ゴム部材３１６を弾性変形する。ここで、反力スプリング２０７は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材３１６は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【０１２５】
従って、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン２０３が反力スプリング２０７の付勢力に抗して前進することで、この反力スプリング２０７だけが収縮して弾性変形する。この場合、入力ピストン２０３が初期ストロークＳ１だけ前進する間は、ゴム部材３１６は弾性変形しない。そのため、反力スプリング２０７は、線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークが早期に吸収されると共に、変化量が一定な反力が付与される。
【０１２６】
そして、乗員がブレーキペダル１５を更に踏み込み、入力ピストン２０３が初期ストロークＳ１を越えて前進すると、入力ピストン２０３が中間ピストン２０４に当接して押圧し、一体に前進する。このとき、反力制御弁２１５が閉止されているため、リリーフ室Ｒ４は密閉状態となり、中間ピストン２０４が前進すると、このリリーフ室Ｒ４が加圧されることで油圧が発生し、この油圧が第２圧力ポート５５から第５油圧配管５６に作用する。すると、この油圧が分岐油圧配管３１５から油圧室３１４に作用し、ピストン３１３は、ゴム部材３１６を押圧しながら前進することで、このゴム部材３１６が弾性変形する。
【０１２７】
即ち、入力ピストン２０３が反力スプリング２０７の付勢力に抗して更に前進することで、この反力スプリング２０７が収縮して弾性変形すると共に、ピストン３１３がゴム部材３１６を押圧することで収縮して弾性変形する。そのため、反力スプリング２０７は、線形剛性変化をなすものの、ゴム部材３１６は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークが適正に吸収されると共に、安定した反力が付与される。
【０１２８】
このように実施例４の車両用制動装置にあっては、マスタシリンダ３０１内に入力ピストン２０３と中間ピストン２０４と加圧ピストン２０５を移動自在に収容し、入力ピストン２０３とシリンダ２０２との間に反力スプリング２０７を張設する一方、リリーフ室Ｒ４の第２圧力ポート５５に連結された第５油圧配管５６に、ピストン３１３とゴム部材３１６を有するストロークシミュレータ３１１を連結し、入力ピストン２０３が初期ストロークだけ前進する間にゴム部材３１６の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段として、入力ピストン２０３と中間ピストン２０４との間に初期隙間Ｓ１を設定している。
【０１２９】
従って、初期制動操作力により入力ピストン２０３が前進して反力スプリング２０７だけを弾性変形し、入力ピストン２０３が初期ストロークだけ前進してから、ピストン３１３が前進してゴム部材３１６を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【０１３０】
そして、実施例４の車両用制動装置では、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン２０３が前進し、反力スプリング２０７だけが収縮して弾性変形することとなり、この反力スプリング２０７が線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークを早期に吸収すると共に、変化量が一定となる反力を付与することができる。そして、乗員が更にブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン２０３が初期ストロークを越えて前進した後に、ピストン３１３が前進してゴム部材３１６を弾性変形させることとなり、このゴム部材３１６が非線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークを適正に吸収すると共に、安定した反力を付与することができる。
【０１３１】
また、実施例４の車両用制動装置では、ピストン３１３とゴム部材３１６を有するストロークシミュレータ３１１を、マスタシリンダ３０１とは別に設けている。そのため、マスタシリンダ３０１のコンパクト化を可能とすることができ、車両への搭載性を向上することができる。
【実施例５】
【０１３２】
図７は、本発明の実施例５に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１３３】
実施例５の車両用制動装置において、図７に示すように、マスタシリンダ４０１は、シリンダ１２内に入力ピストン１３と加圧ピストン１４が移動自在に支持されて構成されている。ブレーキペダル１５は、操作ロッド２０が入力ピストン１３に連結されている。入力ピストン１３は、シリンダ１２の内周部に固定された円筒形状をなす支持部材２１に移動自在に支持されており、支持部材２１と入力ピストン１３のブラケット１３ｂとの間に介装された反力スプリング２２により一方方向に付勢支持されている。加圧ピストン１４は、シリンダ１２にて、入力ピストン１３の先端部側に移動自在に支持されている。また、加圧ピストン１４は、支持孔１４ｃに入力ピストン１３の押圧部１３ｃが移動自在に嵌合している。そして、支持孔１４ｃの先端部に支持部材２３が固定されており、入力ピストン１３に対して相対移動可能となっている。
【０１３４】
このように、シリンダ１２内に入力ピストン１３と加圧ピストン１４が同軸上に移動自在に配置されることで、第１圧力室Ｒ１と、第２圧力室Ｒ２と、背面圧力室Ｒ３と、リリーフ室Ｒ４が形成されている。そして、第１圧力室Ｒ１の第１圧力ポート２６に第１油圧配管２７が連結され、背面圧力室Ｒ３の第２圧力ポート２９に第２油圧配管３０が連結され、リリーフ室Ｒ４の第２リリーフポート５５に第５油圧配管５６の一端部が連結され、第３リリーフポート５７に第６油圧配管６０が連結され、第２圧力室Ｒ２のリリーフポート８１，８２には、油圧配管８３を介して図示しないリザーバタンクが連結されている。
【０１３５】
なお、本実施例の車両用制動装置では、上述したマスタシリンダ４０１にマスタカット弁、ＡＢＳ、ホイールシリンダ、圧力制御弁などが連結されているが、これらの構成は、上述した実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１３６】
本実施例では、マスタシリンダ４０１の外部における第１油圧配管２７にストロークシミュレータ３１１が設けられている。このストロークシミュレータ３１１は、ハウジング３１２内に、ピストン３１３とゴム部材３１６が収容されて構成されている。この場合、本発明のピストンとして、マスタシリンダ４０１内の入力ピストン１３と、ストロークシミュレータ３１１内のピストン３１３が機能する。そして、入力ピストン１３が初期ストロークだけ前進する間にピストン３１３によるゴム部材３１６の弾性変形を抑制する、本発明の弾性変形抑制手段として、入力ピストン１３と加圧ピストン１４との間の初期隙間Ｓ１が機能する。本実施例のストロークシミュレータ３１１では、入力ピストン１３が前進することで、反力スプリング２２だけを弾性変形する。続いて、入力ピストン１３が加圧ピストン１４に当接して一体に前進し、発生した油圧が第１油圧配管２７からストロークシミュレータ３１１のピストン３１３に作用して前進することで、ゴム部材３１６を弾性変形する。そのため、反力スプリング２２は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材３１６は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【０１３７】
本実施例では、ピストン３１３及びゴム部材３１６を有するストロークシミュレータ３１１に加えて、マスタシリンダ４０１の入力ピストン１３及び反力スプリング２２により本発明のストロークシミュレータが構成されており、入力ピストン１３が前進することで、反力スプリング２２だけを弾性変形し、入力ピストン１３が初期ストロークＳ１を越えて前進し、発生した油圧によりピストン３１３が前進することで、ゴム部材３１６を弾性変形する。ここで、反力スプリング２２は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材３１６は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【０１３８】
従って、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン１３が反力スプリング２２の付勢力に抗して前進することで、この反力スプリング２２だけが収縮して弾性変形する。この場合、入力ピストン１３が初期ストロークＳ１だけ前進する間は、ゴム部材３１６は弾性変形しない。そのため、反力スプリング２２は、線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークが早期に吸収されると共に、変化量が一定な反力が付与される。
【０１３９】
そして、乗員がブレーキペダル１５を更に踏み込み、入力ピストン１３が初期ストロークＳ１を越えて前進すると、入力ピストン１３が加圧ピストン１４に当接して押圧し、一体に前進する。このとき、図示しないマスタカット弁が閉止されているため、第１圧力室Ｒ１は密閉状態となり、加圧ピストン１４が前進すると、加圧された油圧が第１油圧配管２７に作用する。すると、この油圧が分岐油圧配管３１５から油圧室３１４に作用し、ピストン３１３は、ゴム部材３１６を押圧しながら前進することで、このゴム部材３１６が弾性変形する。
【０１４０】
即ち、入力ピストン１３が反力スプリング２２の付勢力に抗して更に前進することで、この反力スプリング２２が収縮して弾性変形すると共に、ピストン３１３がゴム部材３１６を押圧することで収縮して弾性変形する。そのため、反力スプリング２２は、線形剛性変化をなすものの、ゴム部材３１６は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークが適正に吸収されると共に、安定した反力が付与される。
【０１４１】
このように実施例５の車両用制動装置にあっては、マスタシリンダ４０１内に入力ピストン１３と加圧ピストン１４を移動自在に収容し、入力ピストン１３とシリンダ１２との間に反力スプリング２２を張設する一方、第１圧力室Ｒ１の第１圧力ポート２６に連結された第１油圧配管２７に、ピストン３１３とゴム部材３１６を有するストロークシミュレータ３１１を連結し、入力ピストン１３が初期ストロークだけ前進する間にゴム部材３１６の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段として、入力ピストン１３と加圧ピストン１４との間に初期隙間Ｓ１を設定している。
【０１４２】
従って、初期制動操作力により入力ピストン１３が前進して反力スプリング２２だけを弾性変形し、入力ピストン１３が初期ストロークだけ前進してから、ピストン３１３が前進してゴム部材３１６を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【実施例６】
【０１４３】
図８は、本発明の実施例６に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１４４】
実施例６の車両用制動装置において、図８に示すように、マスタシリンダ５０１は、シリンダ５０２内にピストンとしての入力ピストン５０３と中間ピストン５０４と加圧ピストン５０５が軸方向に移動自在に支持されて構成されている。ブレーキペダル１５は、操作ロッド２０が入力ピストン５０３に連結されている。
【０１４５】
入力ピストン５０３は、外周面がシリンダ５０２の内周部に固定された支持部材５０６の内周面により移動自在に支持されている。この入力ピストン５０３は、支持部材５０６の内周面に嵌合する支持部５０３ａと、基端部に固定されたブラケット５０３ｂと、先端部に支持部５０３ａより大径の押圧部５０３ｃと、押圧部５０３ｃから前方に延出する連結部５０３ｄとを有している。そして、支持部材５０６と入力ピストン５０３のブラケット５０３ｂとの間に反力スプリング（第１弾性部材）５０７が介装されており、入力ピストン５０３が一方方向（図８にて、右方）に付勢支持されている。
【０１４６】
中間ピストン５０４は、シリンダ５０２内にて、入力ピストン５０３と加圧ピストン５０５との間に配置されており、外周面がシリンダ５０２の内周面に移動自在に支持されている。この中間ピストン５０４は、シリンダ５０２の第１内周面５０２ａに嵌合する第１支持部５０４ａと、第１内周面５０２ａより小径の第２内周面５０２ｂに嵌合する第２支持部５０４ｂとを有している。また、中間ピストン５０４は、第１支持部５０４ａに後方に開口する第１支持孔５０４ｄ及び第２支持孔５０４ｅが形成されると共に、第２支持孔５０４ｅの底部に連結孔５０４ｃが形成されている。そして、中間ピストン５０４の第１支持孔５０４ｄ内に入力ピストン５０３の押圧部５０３ｃが進入し、連結孔５０４ｃに連結部５０３ｄの先端部が移動自在に嵌合している。そして、第１支持孔５０４ｄの先端部に、支持部材５０８が固定されており、入力ピストン５０３に対して相対移動可能となっている。
【０１４７】
そのため、入力ピストン５０３は、反力スプリング５０７の付勢力により、押圧部５０３ｃが中間ピストン５０４と一体の支持部材５０８に当接する位置に付勢支持されており、反力スプリング５０７の付勢力に抗して前進すると、連結部５０３ｄが中間ピストン５０４における連結孔５０４ｃの底面に当接することができる。中間ピストン５０４は、反力スプリング５０７の付勢力により、入力ピストン５０３を介して、支持部材５０８が支持部材５０６に当接する位置に付勢支持されている。また、入力ピストン５０３は、連結部５０３ｄが中間ピストン５０４における連結孔５０４ｃの底面に当接した後、更に前進することで中間ピストン５０４を押圧し、入力ピストン５０３と中間ピストン５０４とが一体となって前進することができる。
【０１４８】
加圧ピストン５０５は、シリンダ５０２内にて、中間ピストン５０４の先端部側に配置されており、外周面がシリンダ５０２の内周面に移動自在に支持されている。この加圧ピストン５０５は、シリンダ５０２の第２内周面５０２ｂに嵌合する支持部５０５ａと、段部５０２ｃに当接可能なストッパ部５０５ｂとを有している。そして、シリンダ５０２と加圧ピストン５０５との間には、付勢スプリング５０９が張設されており、加圧ピストン５０５は、付勢スプリング５０９の付勢力により、ストッパ部５０５ｂが段部５０２ｃに当接する位置に付勢支持されている。また、入力ピストン５０３は、中間ピストン５０４に当接した後、更に前進することで加圧ピストン５０５を押圧し、入力ピストン５０３と中間ピストン５０４と加圧ピストン５０５とが一体となって前進することができる。
【０１４９】
また、入力ピストン５０３は、連結部５０３ｄの基端部に第１ゴム部材５１０が配置され、中間ピストン５０４は、第２持孔５０４ｅ内に連結部５０３ｄが貫通するカバー５１２が移動自在に支持され、内部に第２ゴム部材５１１が配置されている。本実施例では、第１ゴム部材５１０と第２ゴム部材５１１により第２弾性部材が構成される。そして、第１ゴム部材５１０は、その前後に、入力ピストン５０３の押圧により、この押圧方向（軸方向）と交差する方向（径方向）に弾性変形する円錐台形状をなす変形部５１０ａ，５１０ｂが形成されている。また、第２ゴム部材５１１は、その前後に、入力ピストン５０３の押圧により、この押圧方向（軸方向）と交差する方向（径方向）に弾性変形する円錐台形状をなす前後の変形部５１１ａ，５１１ｂが形成されている。
【０１５０】
なお、第１ゴム部材５１０は、第２ゴム部材５１１と同じ長さに設定されているが、外径が大きく設定されている。また、第１ゴム部材５１０は、外周面と第１支持部５０４ｂとの間に微小隙間が設定され、第２ゴム部材５１１は、内周面と連結部５０３ｄとの間に微小隙間が設定さている。即ち、第１ゴム部材５１０と第２ゴム部材５１１とは、その形状や配設位置が相違することで、弾性力（ばね定数）が異なるように設定されている。
【０１５１】
また、入力ピストン５０３と中間ピストン５０４が反力スプリング５０７の付勢力により後退位置に位置決めされているとき、第１ゴム部材５１０とカバー５１２（第２ゴム部材５１１）の間には、初期隙間Ｓ１が設定されている。即ち、入力ピストン５０３が初期ストロークだけ前進する間に入力ピストン５０３による各ゴム部材５１０，５１１の弾性変形を抑制する、本発明の弾性変形抑制手段として、この初期隙間Ｓ１が機能する。
【０１５２】
本実施例では、入力ピストン５０３、反力スプリング５０７、ゴム部材５１０，５１１によりストロークシミュレータが構成されており、入力ピストン５０３が前進することで、反力スプリング５０７だけを弾性変形し、入力ピストン５０３が初期ストロークＳ１を越えて前進し、第１ゴム部材５１０がカバー５１２に接触して押圧することで、この第１ゴム部材５１０が弾性変形し、続いて、第２ゴム部材５１１が弾性変形する。ここで、反力スプリング５０７は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材５１０，５１１は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【０１５３】
従って、運転者がペダル１７を踏み込むことでブレーキペダル１５が回動すると、その操作力が操作ロッド２０を介して入力ピストン５０３に伝達され、この入力ピストン５０３が反力スプリング５０７の付勢力に抗して前進することができる。そして、入力ピストン５０３が初期ストロークＳ１だけ前進すると、各ゴム部材５１０，５１１を弾性変形させて中間ピストン５０４に当接することができ、入力ピストン５０３は中間ピストン５０４を押圧し、一体となって前進することができる。その後、入力ピストン５０３と加圧ピストン５０４が一体となって前進し、中間ピストン５０４が加圧ピストン５０５に当接すると、入力ピストン５０３及び中間ピストン５０４は加圧ピストン５０５を押圧し、一体となって前進することができる。
【０１５４】
このように、シリンダ５０２内に入力ピストン５０３と中間ピストン５０４と加圧ピストン５０５が同軸上に移動自在に配置されることで、第１圧力室Ｒ１、第２圧力室Ｒ２、背面圧力室Ｒ３、第１リリーフ室Ｒ４、第２リリーフ室Ｒ５が形成されている。この場合、第１リリーフ室Ｒ４と第２リリーフ室Ｒ５とは、中間ピストン５０４に形成された連通路５１３及び連結孔５０４ｃにより連通している。
【０１５５】
なお、本実施例の車両用制動装置では、上述したマスタシリンダ５０１にマスタカット弁、ＡＢＳ、ホイールシリンダ、圧力制御弁などが連結されているが、これらの構成は、上述した実施例１とほぼ同様であるため、説明は省略する。
【０１５６】
マスタシリンダ５０１にて、第１圧力室Ｒ１の第１圧力ポート２６には、第１油圧配管２７が連結され、この第１油圧配管２７は、マスタカット弁を介して、例えば、三輪のホイールシリンダに連結されている。また、第２圧力室Ｒ２は、中間ピストン５０４の連通路５１４を介して第２リリーフポート５５に連通可能であると共に、第２圧力室Ｒ２の第３圧力ポート５１５には、第８油圧配管５１６が連結され、この第８油圧配管５１６は、マスタカット弁を介して、例えば、一輪のホイールシリンダに連結されている。更に、背面圧力室Ｒ３の第２圧力ポート２９には、第２油圧配管３０が連結されている。また、第１リリーフ室Ｒ４の第２リリーフポート５５には、第５油圧配管５６が連結され、第３リリーフポート５７には、加圧ピストン５０５に形成された第２連通孔５９を通して第１圧力室Ｒ１に連通可能であると共に、第６油圧配管６０が連結されている。
【０１５７】
従って、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン５０３が反力スプリング５０７の付勢力に抗して前進することで、この反力スプリング５０７だけが収縮して弾性変形する。この場合、入力ピストン５０３が初期ストロークＳ１だけ前進する間は、ゴム部材５１０は弾性変形しない。そのため、反力スプリング５０７は、線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークが早期に吸収されると共に、変化量が一定な反力が付与される。
【０１５８】
そして、乗員がブレーキペダル１５を更に踏み込み、入力ピストン５０３が初期ストロークＳ１を越えて前進すると、入力ピストン５０３の第１ゴム部材５１０が中間ピストン５０４のカバー５１２に接触し、第１ゴム部材５１０及び第２ゴム部材５１１を押圧する。このとき、マスタカット弁により油圧配管２７，５１６が閉止されているため、第１圧力室Ｒ１及び第２圧力室Ｒ２は密閉状態となり、中間ピストン５０４及び加圧ピストン５０５の前進が規制される。そのため、入力ピストン５０３の第１ゴム部材５１０がカバー５１２に接触すると、この入力ピストン５０３は、押圧部５０３ｃが第１ゴム部材５１０を押圧しながら前進することで、第１ゴム部材５１０が弾性変形した後、続いて第２ゴム部材５１１が弾性変形する。
【０１５９】
即ち、入力ピストン５０３が反力スプリング５０７の付勢力に抗して更に前進することで、この反力スプリング５０７が収縮して弾性変形すると共に、各ゴム部材５１０，５１１が押圧され、順に収縮して弾性変形する。そのため、反力スプリング５０７は、線形剛性変化をなすものの、各ゴム部材５１０，５１１は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークが適正に吸収されると共に、安定した反力が付与される。
【０１６０】
このように実施例６の車両用制動装置にあっては、マスタシリンダ５０１内に制動操作力に応じたストロークを吸収すると共に反力を発生させるストロークシミュレータを内蔵し、このストロークシミュレータを、入力ピストン５０３とシリンダ５０２との間に張設された反力スプリング５０７と、入力ピストン５０３と中間ピストン５０４（加圧ピストン５０５）との間に設けられた２つのゴム部材５１０，５１１とにより構成し、入力ピストン５０３が初期ストロークだけ前進する間にゴム部材５１０，５１１の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段として、入力ピストン５０３と中間ピストン５０４との間に初期隙間Ｓ１を設定している。
【０１６１】
従って、初期制動操作力により入力ピストン５０３が前進して反力スプリング５０７だけを弾性変形し、入力ピストン５０３が初期ストロークだけ前進してから各ゴム部材５１０，５１１を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【０１６２】
そして、実施例６の車両用制動装置では、乗員がブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン５０３が前進し、反力スプリング５０７だけが収縮して弾性変形することとなり、この反力スプリング５０７が線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダル１５の初期操作に対して、ストロークを早期に吸収すると共に、変化量が一定となる反力を付与することができる。そして、乗員が更にブレーキペダル１５を踏み込むと、入力ピストン５０３が初期ストロークを越えて前進した後に各ゴム部材５１０，５１１を順に弾性変形させることとなり、このゴム部材５１０，５１１が非線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダル１５の調整操作に対して、ストロークを適正に吸収すると共に、安定した反力を付与することができる。
【０１６３】
また、実施例６の車両用制動装置では、入力ピストン５０３と中間ピストン５０４との間に、弾性力（ばね定数）の異なる２種類のゴム部材５１０，５１１とを配設している。従って、ブレーキ反力の変化を最適２次曲線とすることができ、乗員によるブレーキフィーリングを向上させることができる。
【実施例７】
【０１６４】
図９は、本発明の実施例７に係るストロークシミュレータを表す概略断面図である。
【０１６５】
実施例７において、図９に示すように、ストロークシミュレータ６０１において、中空円筒形状をなすハウジング６０２は、ハウジング本体６０２ａと、蓋部６０２ｂとから構成されている。このハウジング６０２は、内部における軸方向の一端部側に第１ピストン６０３が軸方向に沿って移動自在に支持されている。この第１ピストン６０３は、外周部にハウジング６０２の内周面に摺接するシール部材６０３ａが装着されている。また、第１ピストン６０３は、一端部に凹部６０３ｂが形成されることで、ハウジング６０２との間に油圧室６０４が形成されている。そして、ハウジング６０２（ハウジング本体６０２ａ）の端部に給排口６０２ｃが形成され、制動操作力としての制動油圧がこの給排口６０２ｃを通して油圧室６０４に作用するように構成されている。
【０１６６】
ハウジング６０２は、内部における軸方向の他端部側に第２ピストン６０７が軸方向に沿って移動自在に支持されている。この第２ピストン６０７は、軸部６０７ａと円板形状をなす押圧部６０７ｂと支持部６０７ｃとを有している。第２ピストン６０７の軸部６０７ａは、端部が第１ピストン６０３の他端部に形成された嵌合孔６０３ｃに移動可能に嵌合している。また、支持部６０７ｃ、端部がハウジング６０２（ハウジング本体６０２ａ）に形成された嵌合孔６０２ｄに移動可能に嵌合している。
【０１６７】
そして、第１ピストン６０３と第２ピストン６０７との間には、第１弾性部材としての圧縮コイルばね６０６が張設されている。また、ハウジング６０２の蓋部６０２ｂに密着して第２弾性部材としてのゴム部材６０８が配置されており、ハウジング６０２の内周面とゴム部材６０８の外周面との間には微小隙間が確保されている。更に、第２ピストン６０７の支持部６０７ｃには、先端が開口する支持孔６０７ｄが形成され、ハウジング６０２の蓋部６０２ｂと支持孔６０７ｄとの間には、弾性変形抑制手段としての圧縮コイルばね６０９が張設されている。この場合、圧縮コイルばね６０６と圧縮コイルばね６０９は同じ弾性力、つまり、同じばね定数に設定されている。
【０１６８】
この場合、本発明のピストンとして、ハウジング６０２内に直列に配置される第１ピストン６０３及び第２ピストン６０７が機能する。第２ピストン６０７は、押圧部６０７ｂの先端部がゴム部材６０８に接触することで、その弾性力により押圧部６０７ｂの後端部がハウジング６０３の段部６０２ｅに当接する後退位置に付勢支持されている。また、第１ピストン６０２は、圧縮コイルばね６０６の付勢力により一端部がハウジング６０２の一端部に当接する後退位置に付勢支持されており、油圧室６０４に作用する制動油圧（制動操作力）により前進可能である。更に、第２ピストン６０７は、圧縮コイルばね６０６の付勢力により前進側に付勢されると共に、この圧縮コイルばね６０６と同じ付勢力を有する圧縮コイルばね６０９により後退側に付勢支持されている。そして、第１ピストン６０３と第２ピストン６０７との間には、初期隙間Ｓ１が確保されている。第２ピストン６０７は、第１ピストン６０３が初期ストローク（初期隙間Ｓ１）だけ前進してから押圧されて前進可能となっている。
【０１６９】
また、本実施例のストロークシミュレータ６０１では、第１ピストン６０３が油圧室６０４に作用する制動油圧により前進することで、圧縮コイルばね６０６だけを弾性変形させる。つまり、第２ピストン６０７は、同じ付勢力を有する圧縮コイルばね６０６と圧縮コイルばね６０９により両側から押圧されているため、圧縮コイルばね６０６が弾性変形しても、第２ピストン６０７のゴム部材６０８を押圧することはない。そして、第１ピストン６０３が第２ピストン６０７に接触してから押圧し、前進することで、ゴム部材６０８を弾性変形させる。そのため、圧縮コイルばね６０６は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、ゴム部材６０８は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。
【０１７０】
また、第２ピストン６０７は、ゴム部材６０８を押圧する押圧部６０７ｂの先端部に、円錐台形状をなす円錐部６０７ｅが設けられている。一方、ゴム部材６０８は、第２ピストン６０７の押圧により押圧方向（軸方向）と交差する方向（径方向）に弾性変形する円錐台形状をなす変形部６０８ａが設けられている。
【０１７１】
ここで、本実施例のストロークシミュレータ６０１の作動を具体的に説明する。
【０１７２】
例えば、乗員が図示しないブレーキペダルを踏み込むと、ブレーキストロークに応じて制動油圧が発生し、この制動油圧が給排口６０２ｃを通して油圧室６０４に作用する。すると、第１ピストン６０３がこの油圧室６０４に作用した制動油圧により、圧縮コイルばね６０６の付勢力に抗して前進（図９にて左方へ移動）することで、この圧縮コイルばね６０６だけが収縮して弾性変形する。この場合、第１ピストン６０３が初期ストローク（第１吸収ストローク）Ｓ１だけ前進する間は、圧縮コイルばね６０６の付勢力が圧縮コイルばね６０９の付勢力により打ち消されるため、第２ピストン６０７を押圧することはなく、ゴム部材６０８が弾性変形しない。そのため、圧縮コイルばね６０６は、線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダルの初期操作に対して、ストロークが早期に吸収されると共に、変化量が一定な反力が付与される。
【０１７３】
そして、乗員がブレーキペダルを更に踏み込み、第１ピストン６０３が初期ストロークＳ１を越えて前進すると、第１ピストン６０３が第２ピストン６０７を押圧する。すると、第１ピストン６０３が圧縮コイルばね６０６の付勢力に抗して更に前進することで、圧縮コイルばね６０６が収縮して弾性変形すると共に、第２ピストン６０７が圧縮コイルばね６０９及びゴム部材６０８の付勢力に抗して前進することで、圧縮コイルばね６０９及びゴム部材６０８が収縮して弾性変形する。そのため、圧縮コイルばね６０６，６０９は、線形剛性変化をなすものの、ゴム部材６０８は、弾性変形時に非線形剛性変化をなすこととなり、乗員によるブレーキペダルの調整操作に対して、ストロークが適正に吸収されると共に、安定した反力が付与される。
【０１７４】
また、第２ピストン６０７がゴム部材６０８を押圧して弾性変形させるとき、第２ピストン６０７の円錐部６０７ｅがゴム部材６０８の中心部を押圧することで、ゴム部材６０８は、その中心部が凹むように弾性変形する。続いて、第２ピストン６０７の円錐部６０７ｅの前面がゴム部材６０８に密着して全体を押圧することで、ゴム部材６０８は、変形部６０８ａが径方向における外方に弾性変形する。そのため、第２ピストン６０７がゴム部材６０８を弾性変形させるとき、弾性初期と弾性終期における弾性変化率が高くなり、ブレーキペダルに対して適正な反力が付与される。
【０１７５】
このように実施例７のストロークシミュレータ６０１にあっては、ハウジング６０２内に第１ピストン６０３と第２ピストン６０７を直列に移動自在に支持し、第１ピストン６０３の前進により弾性変形可能な圧縮コイルばね６０６を設けると共に、第１ピストン６０３が予め設定された初期ストロークだけ前進してから第２ピストン６０７により押圧されて弾性変形可能なゴム部材６０８を設け、第１ピストン６０３が初期ストロークだけ前進する間に第２ピストン６０７によるゴム部材６０８の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段として、第１ピストン６０３と第２ピストン６０７との間に初期隙間Ｓ１を設定すると共に、第２ピストン６０７を後退側に付勢する圧縮コイルばね６０９を設けている。
【０１７６】
従って、初期制動操作力により第１ピストン６０３が前進して圧縮コイルばね６０６だけを弾性変形し、第１ピストン６０３が初期ストロークだけ前進してから第２ピストン６０７がゴム部材６０８を弾性変形することとなり、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保することで、制動操作フィーリングを向上することができる。
【０１７７】
また、実施例７のストロークシミュレータ６０１では、第１弾性部材を圧縮コイルばね６０６とし、第２弾性部材をゴム部材６０８とすることで、第１弾性部材（圧縮コイルばね６０６）は、弾性変形時に線形剛性変化をなす一方、第２弾性部材（ゴム部材６０８）は、弾性変形時に非線形剛性変化をなす。従って、乗員がブレーキペダルを踏み込むと、制動油圧が第１ピストン６０３に作用して前進し、圧縮コイルばね６０６だけが収縮して弾性変形することとなり、この圧縮コイルばね６０６が線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダルの初期操作に対して、ストロークを早期に吸収すると共に、変化量が一定となる反力を付与することができる。そして、乗員が更にブレーキペダルを踏み込むと、第１ピストン６０３が初期ストロークを越えて前進した後に第２ピストン６０７を押圧して前進し、ゴム部材６０８が収縮して弾性変形することとなり、このゴム部材６０８が非線形剛性変化をなすため、乗員によるブレーキペダルの調整操作に対して、ストロークを適正に吸収すると共に、安定した反力を付与することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７８】
以上のように、本発明に係るストロークシミュレータ及び車両用制動装置は、ピストンの前進により弾性変形可能な第１弾性部材と、ピストンが初期ストロークだけ前進してから押圧されて弾性変形可能な第２弾性部材と、ピストンが初期ストロークだけ前進するときに第２弾性部材の弾性変形を抑制する弾性変形抑制手段とを設けることで、制動操作力に応じた理想的な吸収ストローク及び制動反力を確保して制動操作フィーリングの向上を図るものであり、いずれの種類の制動装置に用いても好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】本発明の実施例１に係るストロークシミュレータを表す概略断面図である。
【図２】実施例１のストロークシミュレータにおける入力荷重に対する吸収ストロークを表すグラフである。
【図３】本発明の実施例２に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。
【図４】実施例２の車両用制動装置における圧力制御弁の断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。
【図６】本発明の実施例４に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。
【図７】本発明の実施例５に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。
【図８】本発明の実施例６に係る車両用制動装置を表す概略構成図である。
【図９】本発明の実施例７に係るストロークシミュレータを表す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１８０】
１，３１１，６０１  ストロークシミュレータ
２，３１２，６０２  ハウジング
３，６０３  第１ピストン（ピストン）
５  ケース
６，６０６  圧縮コイルばね（第１弾性部材）
７，６０７  第２ピストン（ピストン）
８，６０８  ゴム部材（第２弾性部材）
１１，２０１，３０１，４０１，５０１  マスタシリンダ
１２，２０２，５０２  シリンダ
１３，２０３，５０３  入力ピストン（ピストン）
１４，２０５，５０５  加圧ピストン
１５  ブレーキペダル（操作部材）
２１，２３，２０６，５０６，５０８  支持部材
２２，２０７，５０７  反力スプリング（第１弾性部材）
２４，３１６，２１０，５１０，５１１  ゴム部材（第２弾性部材）
２５ＦＲ，２５ＦＬ，２５ＲＲ，２５ＲＬ  ホイールシリンダ
２７  第１油圧配管
３０  第２油圧配管
３２  マスタカット弁
３３  連通油圧配管
３４  連通弁
３９ａ，３９ｂ，４０ａ，４０ｂ  増圧弁
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ  減圧弁
４３  油圧ポンプ（油圧供給源）
４６  リザーバタンク
４８  アキュムレータ（油圧供給源）
４９  高圧供給配管
５０  圧力制御弁（調圧手段）
５１  制御圧供給配管
５４  外部圧供給配管
７０  ＡＢＳ（調圧手段）
７１  電子制御ユニット、ＥＣＵ
７２  ストロークセンサ
７３  踏力センサ
７４  第１圧力センサ
７５  第２圧力センサ
７６  第３圧力センサ
２０４，５０４  中間ピストン
３１３  ピストン
６０９  圧縮コイルばね（弾性変形抑制手段）
Ｒ１  第１圧力室
Ｒ２  第２圧力室
Ｒ３  背面圧力室
Ｒ４，Ｒ５  リリーフ室
Ｓ１  初期隙間、初期ストローク（弾性変形抑制手段）
【図１】
2010000925.tif 000003
【図２】
2010000925.tif 000004
【図３】
2010000925.tif 000005
【図４】
2010000925.tif 000006
【図５】
2010000925.tif 000007
【図６】
2010000925.tif 000008
【図７】
2010000925.tif 000009
【図８】
2010000925.tif 000010
【図９】
2010000925.tif 000011